Шарик массой 400 г подвешен на невесомой нити к потолку лифта. Сила натяжения нити больше 4 Н в момент, когда лифт:

1. движется равномерно вверх
2. покоит
3. начинает подъём
4. начинает спуск

Кто-нибудь может объяснить подробно для особо одаренных, почему правильный ответ 3, а не 4? Ведь при подъёме ускорение отрицательное...

Физика 9 класс Законы Ньютона массa шарика сила натяжения лифт движение вверх ускорение подъём физика силы механика равновесие Новый

Давайте разберёмся с данной задачей шаг за шагом. Нам нужно понять, когда сила натяжения нити будет больше 4 Н.

Для начала, мы знаем, что масса шарика составляет 400 г. Переведём массу в килограммы, так как в физике обычно используют систему СИ:

• 400 г = 0.4 кг

Теперь можем рассчитать силу тяжести, действующую на шарик. Сила тяжести рассчитывается по формуле:

• F_t = m * g

где:

• F_t — сила тяжести (в Ньютонах),
• m — масса (в килограммах),
• g — ускорение свободного падения (приблизительно 9.8 м/с²).

Подставим наши значения:

• F_t = 0.4 кг * 9.8 м/с² = 3.92 Н.

Теперь мы знаем, что сила тяжести на шарик составляет примерно 3.92 Н. Теперь рассмотрим, что происходит с силой натяжения нити в разных ситуациях:

1. Лифт движется равномерно вверх: В этом случае ускорение лифта равно нулю, и сила натяжения равна силе тяжести. То есть, T = F_t = 3.92 Н.
2. Лифт покоит: Аналогично, сила натяжения также равна силе тяжести, T = F_t = 3.92 Н.
3. Лифт начинает подъём: В этот момент лифт начинает двигаться с ускорением. Ускорение направлено вверх, и оно добавляется к силе тяжести. Формула для силы натяжения будет выглядеть так: T = F_t + m * a. Если a > 0, то T > 3.92 Н. Это значит, что сила натяжения будет больше 4 Н.
4. Лифт начинает спуск: Здесь лифт начинает движение вниз, и ускорение направлено вниз. В этом случае сила натяжения будет меньше силы тяжести. То есть, T = F_t - m * a, где a > 0. Таким образом, сила натяжения будет меньше 3.92 Н.

Таким образом, только в момент, когда лифт начинает подъём, сила натяжения нити будет больше 4 Н. В других случаях (равномерное движение вверх, покой и начало спуска) сила натяжения будет меньше или равна 3.92 Н.

Итак, правильный ответ — 3, когда лифт начинает подъём. Важно помнить, что ускорение в этом случае положительное, и оно добавляется к силе тяжести, что и приводит к увеличению силы натяжения.