Номер 29, страница 48 - гдз по физике 11 класс самостоятельные и контрольные работы Ерюткин, Ерюткина

Авторы: Ерюткин Е. С., Ерюткина С. Г.
Тип: Самостоятельные и контрольные работы
Серия: классический курс
Издательство: Просвещение
Год издания: 2020 - 2025
Уровень обучения: базовый и углублённый
Цвет обложки: фиолетовый
ISBN: 978-5-09-097-598-8
Популярные ГДЗ в 11 классе
Динамика. Задачи для повторения - номер 29, страница 48.
№29 (с. 48)
Условие. №29 (с. 48)
скриншот условия

29. Тело массой 5 кг связано тросом массой 1 кг с телом, масса которого 2 кг. На первое тело действует сила, направленная вертикально вверх, равная 100 Н. Система тел движется вертикально вверх. Определите силу натяжения троса в верхней точке, в нижней точке и в середине троса.
Решение. №29 (с. 48)
Дано:
Масса первого (верхнего) тела, $m_1 = 5 \text{ кг}$
Масса троса, $m_{троса} = 1 \text{ кг}$
Масса второго (нижнего) тела, $m_2 = 2 \text{ кг}$
Приложенная сила, $F = 100 \text{ Н}$
Ускорение свободного падения, $g \approx 10 \text{ м/с}^2$
Все данные уже представлены в системе СИ.
Найти:
Силу натяжения в верхней точке троса, $T_{верх}$
Силу натяжения в нижней точке троса, $T_{низ}$
Силу натяжения в середине троса, $T_{сер}$
Решение:
Поскольку все тела связаны и движутся как единое целое, сначала определим ускорение всей системы. Направим ось OY вертикально вверх.
Согласно второму закону Ньютона для всей системы:
$\vec{F} + (m_1+m_{троса}+m_2)\vec{g} = (m_1+m_{троса}+m_2)\vec{a}$
В проекции на ось OY:
$F - (m_1 + m_{троса} + m_2)g = (m_1 + m_{троса} + m_2)a$
Найдем общую массу системы:
$M = m_1 + m_{троса} + m_2 = 5 \text{ кг} + 1 \text{ кг} + 2 \text{ кг} = 8 \text{ кг}$
Теперь выразим и вычислим ускорение $a$:
$a = \frac{F - Mg}{M} = \frac{100 \text{ Н} - 8 \text{ кг} \cdot 10 \text{ м/с}^2}{8 \text{ кг}} = \frac{100 \text{ Н} - 80 \text{ Н}}{8 \text{ кг}} = \frac{20 \text{ Н}}{8 \text{ кг}} = 2.5 \text{ м/с}^2$
Теперь, зная ускорение, мы можем найти силу натяжения в различных точках троса. Сила натяжения в любой точке троса равна силе, необходимой для подъема с ускорением $a$ всей массы, находящейся ниже этой точки.
в верхней точке
Сила натяжения в верхней точке троса $T_{верх}$ должна поднимать массу троса $m_{троса}$ и массу нижнего тела $m_2$. Запишем второй закон Ньютона для системы "трос + нижнее тело":
$T_{верх} - (m_{троса} + m_2)g = (m_{троса} + m_2)a$
$T_{верх} = (m_{троса} + m_2)(g + a)$
$T_{верх} = (1 \text{ кг} + 2 \text{ кг})(10 \text{ м/с}^2 + 2.5 \text{ м/с}^2) = 3 \text{ кг} \cdot 12.5 \text{ м/с}^2 = 37.5 \text{ Н}$
Ответ: $37.5 \text{ Н}$
в нижней точке
Сила натяжения в нижней точке троса $T_{низ}$ должна поднимать только массу нижнего тела $m_2$. Запишем второй закон Ньютона для нижнего тела:
$T_{низ} - m_2 g = m_2 a$
$T_{низ} = m_2(g + a)$
$T_{низ} = 2 \text{ кг} \cdot (10 \text{ м/с}^2 + 2.5 \text{ м/с}^2) = 2 \text{ кг} \cdot 12.5 \text{ м/с}^2 = 25 \text{ Н}$
Ответ: $25 \text{ Н}$
в середине троса
Сила натяжения в середине троса $T_{сер}$ должна поднимать массу нижнего тела $m_2$ и половину массы троса $(\frac{m_{троса}}{2})$. Запишем второй закон Ньютона для этой части системы:
$T_{сер} - (m_2 + \frac{m_{троса}}{2})g = (m_2 + \frac{m_{троса}}{2})a$
$T_{сер} = (m_2 + \frac{m_{троса}}{2})(g + a)$
$T_{сер} = (2 \text{ кг} + \frac{1 \text{ кг}}{2})(10 \text{ м/с}^2 + 2.5 \text{ м/с}^2) = 2.5 \text{ кг} \cdot 12.5 \text{ м/с}^2 = 31.25 \text{ Н}$
Ответ: $31.25 \text{ Н}$
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 11 класс, для упражнения номер 29 расположенного на странице 48 к самостоятельным и контрольным работам серии классический курс 2020 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 №29 (с. 48), авторов: Ерюткин (Евгений Сергеевич), Ерюткина (Светлана Григорьевна), ФГОС (старый) базовый и углублённый уровень обучения учебного пособия издательства Просвещение.