На горизонтальном стержне длиной 110 см уравновешены два груза. Точка подвеса расположена на расстоянии 22 см от первого груза, который имеет массу 4 кг. Какова масса второго груза? Какова сила натяжения веревки, на которой подвешен стержень?

Физика 9 класс Равновесие сил и моментов масса второго груза сила натяжения веревки уравновешенные грузы физика статики горизонтальный стержень рычаги и моменты задачи по физике Новый

Для решения данной задачи необходимо использовать принцип моментов, который гласит, что для равновесия системы сумма моментов сил относительно точки подвеса должна быть равна нулю.

В данной задаче у нас есть два груза:

• Первый груз (м1) с массой 4 кг.
• Второй груз (м2), массу которого нам нужно найти.

Дано:

• Длина стержня: 110 см
• Расстояние от первого груза до точки подвеса: 22 см
• Расстояние от второго груза до точки подвеса: 110 см - 22 см = 88 см.

Сначала найдем моменты сил относительно точки подвеса:

• Момент первого груза: M1 = m1 * g * d1, где d1 = 22 см = 0.22 м.
• Момент второго груза: M2 = m2 * g * d2, где d2 = 88 см = 0.88 м.

Так как система находится в равновесии, сумма моментов относительно точки подвеса равна нулю:

M1 = M2

Подставим значения:

• 4 * g * 0.22 = m2 * g * 0.88

Сократим g (ускорение свободного падения) с обеих сторон уравнения:

4 * 0.22 = m2 * 0.88

Теперь выразим массу второго груза (m2):

m2 = (4 * 0.22) / 0.88

Вычислим:

• 4 * 0.22 = 0.88
• m2 = 0.88 / 0.88 = 1 кг.

Таким образом, масса второго груза составляет 1 кг.

Теперь найдем силу натяжения веревки (T), на которой подвешен стержень. Сила натяжения равна сумме весов обоих грузов:

T = m1 * g + m2 * g

Подставим известные значения:

T = 4 * g + 1 * g = (4 + 1) * g = 5 * g.

Таким образом, сила натяжения веревки составляет 5 * g, где g ≈ 9.81 м/с². Следовательно:

T ≈ 5 * 9.81 = 49.05 Н.

В заключение, масса второго груза составляет 1 кг, а сила натяжения веревки примерно равна 49.05 Н.