Номер 30.26, страница 113 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 30. Рычаги. Момент силы. Глава 4. Работа и мощность. Простые механизмы. Энергия - номер 30.26, страница 113.

$30.26^\circ [746^\circ]$

С какой силой натянута пружина динамометра (см. рис. IV-14, ж), если вес каждого груза равен $1 \text{ H}$?

Дано:

Вес каждого груза $P = 1 \text{ Н}$

Данные предоставлены в системе СИ, перевод не требуется.

Найти:

Силу натяжения пружины динамометра $F_{нат}$ - ?

Решение:

В данной задаче динамометр находится в состоянии равновесия. К его концам через систему невесомых нитей и идеальных блоков (без трения) приложены два груза.

Рассмотрим силы, действующие на один из грузов (например, правый). На него действуют две силы: сила тяжести (его вес) $P$, направленная вертикально вниз, и сила натяжения нити $T$, направленная вертикально вверх. Так как груз находится в равновесии (покоится), то согласно первому закону Ньютона, векторная сумма сил, действующих на него, равна нулю. В проекции на вертикальную ось это означает, что силы равны по модулю:

$T = P$

Подставим известное значение веса груза:

$T = 1 \text{ Н}$

Сила натяжения $T$ передается по всей длине нити и действует на крючок динамометра, растягивая его. Аналогично, второй груз создает такую же по модулю силу натяжения $T = 1 \text{ Н}$, которая действует на корпус динамометра в противоположном направлении.

Динамометр измеряет силу упругости, возникающую в его пружине под действием растягивающей силы. Показания динамометра равны модулю силы, приложенной к одному из его концов (к крючку или к корпусу). Сила, приложенная к другому концу, выполняет роль опоры, без которой растяжение пружины было бы невозможно. Ситуация полностью аналогична тому, как если бы динамометр одним концом закрепили на стене, а за другой потянули с силой 1 Н. В этом случае стена бы действовала на динамометр с силой 1 Н, а его показания были бы равны 1 Н.

Таким образом, сила натяжения пружины динамометра $F_{нат}$ равна силе натяжения нити $T$.

$F_{нат} = T = 1 \text{ Н}$

Следует отметить, что показания динамометра в данном случае не равны сумме весов двух грузов (2 Н). Динамометр измеряет силу натяжения, а не суммарную силу, приложенную к системе.

Ответ:

Сила, с которой натянута пружина динамометра, равна 1 Н.