Номер 2, страница 139 - 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 2, страница 139.
№2 (с. 139)
Условие. №2 (с. 139)
скриншот условия

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