Номер 1, страница 138 - гдз по физике 10 класс учебник Грачев, Погожев

Авторы: Грачев А. В., Погожев В. А., Салецкий А. М., Боков П. Ю.
Тип: Учебник
Серия: алгоритм успеха
Издательство: Просвещение
Год издания: 2011 - 2025
Уровень обучения: базовый и углублённый
Цвет обложки: бирюзовый изображена солнечная система со всеми планетами
ISBN: 978-5-09-091742-1
Популярные ГДЗ в 10 классе
Параграф 22. Решение задач о движении взаимодействующих тел. Глава 3. Динамика. Механика - номер 1, страница 138.
№1 (с. 138)
Условие. №1 (с. 138)
скриншот условия


1. На горизонтальной поверхности стола удерживают два маленьких гладких бруска массами $m_1 = 2 \text{ кг}$ и $m_2 = 4 \text{ кг}$. Бруски связаны друг с другом лёгкой нерастяжимой нитью, которая натянута. В некоторый момент времени бруски отпускают. Одновременно на первый брусок начинает действовать сила $\vec{F}$ так, как показано на рис. 126. В результате бруски начинают поступательно двигаться в направлении действия этой силы. Определите модуль силы натяжения нити, действующей на второй брусок, если модуль силы $\vec{F}$ равен $6 \text{ Н}$. Получите ответ в общем виде и проведите его анализ.
Решение. №1 (с. 138)
Дано:
$m_1 = 2$ кг
$m_2 = 4$ кг
$F = 6$ Н
Найти:
$T$ — ?
Решение:
Поскольку бруски связаны нерастяжимой нитью и движутся поступательно, их ускорения одинаковы. Обозначим это ускорение как $a$. Поверхность гладкая, поэтому силой трения можно пренебречь.
Рассмотрим систему из двух брусков как единое целое. Общая масса системы $M = m_1 + m_2$. На систему действует внешняя сила $F$. Согласно второму закону Ньютона:
$F = (m_1 + m_2)a$
Отсюда можем выразить ускорение системы:
$a = \frac{F}{m_1 + m_2}$
Теперь рассмотрим второй брусок (массой $m_2$) отдельно. В горизонтальном направлении на него действует только одна сила — сила натяжения нити $T$. Применим второй закон Ньютона ко второму бруску:
$T = m_2 a$
Подставим в это уравнение выражение для ускорения $a$, найденное ранее:
$T = m_2 \cdot \frac{F}{m_1 + m_2} = \frac{m_2 F}{m_1 + m_2}$
Это и есть ответ в общем виде.
Теперь подставим числовые значения для нахождения модуля силы натяжения:
$T = \frac{4 \text{ кг} \cdot 6 \text{ Н}}{2 \text{ кг} + 4 \text{ кг}} = \frac{24 \text{ Н} \cdot \text{кг}}{6 \text{ кг}} = 4 \text{ Н}$
Анализ ответа в общем виде:
Формула $T = \frac{m_2}{m_1 + m_2} F$ показывает, что сила натяжения нити $T$ составляет часть от приложенной силы $F$. Эта часть определяется отношением массы второго (ведомого) бруска к общей массе системы.
1. Сила натяжения $T$ прямо пропорциональна приложенной силе $F$. Это логично: чем сильнее тянут систему, тем больше натяжение нити.
2. Сила натяжения $T$ всегда меньше приложенной силы $F$ (при $m_1 > 0$), так как множитель $\frac{m_2}{m_1 + m_2}$ всегда меньше единицы. Часть силы $F$ "расходуется" на ускорение первого бруска $m_1$.
3. Рассмотрим предельные случаи:
- Если масса первого бруска $m_1 \to 0$, то $T \to \frac{m_2}{0 + m_2} F = F$. Сила натяжения равна приложенной силе, как если бы силу прикладывали непосредственно к нити, тянущей брусок $m_2$.
- Если масса второго бруска $m_2 \to 0$, то $T \to \frac{0}{m_1 + 0} F = 0$. Сила натяжения равна нулю, так как нить не тянет за собой никакой массы.
Ответ: Модуль силы натяжения нити равен 4 Н. Ответ в общем виде: $T = \frac{m_2 F}{m_1 + m_2}$.
Другие задания:
Помогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.
Присоединяйтесь к Телеграм-группе @top_gdz
ПрисоединитьсяМы подготовили для вас ответ c подробным объяснением домашего задания по физике за 10 класс, для упражнения номер 1 расположенного на странице 138 к учебнику серии алгоритм успеха 2011 года издания для учащихся школ и гимназий.
Теперь на нашем сайте ГДЗ.ТОП вы всегда легко и бесплатно найдёте условие с правильным ответом на вопрос «Как решить ДЗ» и «Как сделать» задание по физике к упражнению №1 (с. 138), авторов: Грачев (Александр Васильевич), Погожев (Владимир Александрович), Салецкий (Александр Михайлович), Боков (Павел Юрьевич), ФГОС (старый) базовый и углублённый уровень обучения учебного пособия издательства Просвещение.