Номер 2, страница 139 - гдз по физике 10 класс учебник Грачев, Погожев

Физика, 10 класс Учебник, авторы: Грачев Александр Васильевич, Погожев Владимир Александрович, Салецкий Александр Михайлович, Боков Павел Юрьевич, издательство Просвещение, Москва, 2011, бирюзового цвета

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 2, страница 139.

№2 (с. 139)
Условие. №2 (с. 139)
скриншот условия
Физика, 10 класс Учебник, авторы: Грачев Александр Васильевич, Погожев Владимир Александрович, Салецкий Александр Михайлович, Боков Павел Юрьевич, издательство Просвещение, Москва, 2011, бирюзового цвета, страница 139, номер 2, Условие

2. Через неподвижный относительно Земли блок перекинута гладкая лёгкая нерастяжима нить, к концам которой прикрепляют грузы с одинаковыми массами $M$. Удерживая грузы, на один из них кладут грузик массой $m$. Грузы одновременно отпускают. Определите, с какой силой будет действовать грузик на груз под ним после того, как вся система придёт в движение.

Решение. №2 (с. 139)

Дано:

Масса каждого из двух основных грузов: $M$

Масса дополнительного грузика: $m$

Ускорение свободного падения: $g$

Найти:

Силу $P$, с которой грузик будет действовать на груз под ним.

Решение:

Рассмотрим систему из двух грузов массами $M$ и одного грузика массой $m$. Когда систему отпускают, она приходит в движение с ускорением. Груз с массой $(M+m)$ будет двигаться вниз, а груз с массой $M$ — вверх. Так как нить нерастяжима, модули ускорений обоих грузов будут одинаковы. Обозначим это ускорение как $a$.

1. Найдем ускорение системы. Запишем второй закон Ньютона для всей системы в целом. Движущая сила — это разность сил тяжести, действующих на грузы по обе стороны блока. Полная масса системы, которую необходимо ускорять, равна сумме всех масс.

Движущая сила: $F_{net} = (M+m)g - Mg = mg$

Общая масса системы: $M_{total} = M + (M+m) = 2M+m$

Согласно второму закону Ньютона $F_{net} = M_{total} \cdot a$:

$mg = (2M+m)a$

Отсюда находим ускорение системы:

$a = \frac{mg}{2M+m}$

2. Теперь рассмотрим силы, действующие на маленький грузик массой $m$. На него действуют две силы: сила тяжести $mg$, направленная вниз, и сила нормальной реакции $N$ со стороны груза $M$, направленная вверх. Грузик движется вниз вместе с грузом $M$ с ускорением $a$.

Запишем второй закон Ньютона для грузика $m$. Выберем ось OY, направленную вниз (в сторону ускорения):

$mg - N = ma$

Сила $P$, с которой грузик действует на груз под ним, по третьему закону Ньютона равна по модулю силе нормальной реакции $N$, с которой груз действует на грузик.

$P = N$

Выразим $N$ из уравнения движения для грузика:

$N = mg - ma = m(g-a)$

Подставим найденное ранее выражение для ускорения $a$:

$N = m \left( g - \frac{mg}{2M+m} \right)$

Вынесем $g$ за скобки:

$N = mg \left( 1 - \frac{m}{2M+m} \right)$

Приведем выражение в скобках к общему знаменателю:

$N = mg \left( \frac{2M+m-m}{2M+m} \right) = mg \left( \frac{2M}{2M+m} \right)$

Таким образом, искомая сила $P$ равна:

$P = \frac{2Mmg}{2M+m}$

Эта сила также называется весом грузика в данной системе отсчета. Поскольку система движется с ускорением, направленным вниз, вес грузика ($P$) оказывается меньше его силы тяжести ($mg$).

Ответ: $P = \frac{2Mmg}{2M+m}$

Помогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.

Присоединяйтесь к Телеграм-группе @top_gdz

Присоединиться

Мы подготовили для вас ответ c подробным объяснением домашего задания по физике за 10 класс, для упражнения номер 2 расположенного на странице 139 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 №2 (с. 139), авторов: Грачев (Александр Васильевич), Погожев (Владимир Александрович), Салецкий (Александр Михайлович), Боков (Павел Юрьевич), ФГОС (старый) базовый и углублённый уровень обучения учебного пособия издательства Просвещение.