Номер 1625, страница 186 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Перышкин

9 класс. Законы взаимодействия и движения тел. 57. Взаимодействие тел. Третий закон Ньютона - номер 1625, страница 186.

Решение.

Дано:

$m_A = m_B = m = 1$ кг

$F = 0,4$ Н

Трение отсутствует.

Все данные уже в системе СИ.

Найти:

а) $\text{a}$ - ?

б) $F_A$ - ? (сила, действующая на левый брусок)

в) $\text{T}$ - ? (сила натяжения верёвки)

г) Силы, действующие на правый брусок - ?

Решение:

Поскольку бруски соединены нерастяжимой нитью, они движутся как единое целое с одинаковым ускорением $\text{a}$. Рассмотрим систему из двух брусков.

а) с каким ускорением движутся бруски;

Применим второй закон Ньютона для системы из двух тел. Общая масса системы $M = m_A + m_B$. Единственная внешняя горизонтальная сила, действующая на систему, это сила $\text{F}$.

$F = M \cdot a = (m_A + m_B) \cdot a$

Выразим ускорение $\text{a}$:

$a = \frac{F}{m_A + m_B}$

Подставим числовые значения:

$a = \frac{0,4 \text{ Н}}{1 \text{ кг} + 1 \text{ кг}} = \frac{0,4 \text{ Н}}{2 \text{ кг}} = 0,2 \text{ м/с}^2$

Ответ: бруски движутся с ускорением $0,2 \text{ м/с}^2$.

б) какая по величине сила действует на левый брусок в направлении движения;

Рассмотрим силы, действующие на левый брусок (А) в горизонтальном направлении. На него действует только одна сила — сила натяжения нити $\text{T}$, направленная в сторону движения. По второму закону Ньютона для бруска А:

$F_A = T = m_A \cdot a$

Подставим известные значения массы бруска А и найденного ускорения:

$F_A = 1 \text{ кг} \cdot 0,2 \text{ м/с}^2 = 0,2 \text{ Н}$

Ответ: на левый брусок в направлении движения действует сила $0,2$ Н.

в) с какой силой натянута верёвка;

Сила натяжения верёвки $\text{T}$ — это сила, с которой верёвка действует на каждый из брусков. Величину этой силы мы уже определили в предыдущем пункте, рассматривая движение бруска А.

$T = 0,2 \text{ Н}$

Ответ: верёвка натянута с силой $0,2$ Н.

г) какие по величине силы действуют на правый брусок по линии его движения?

Рассмотрим силы, действующие на правый брусок (В) по линии движения (в горизонтальном направлении). На него действуют две силы:

1. Внешняя приложенная сила $F = 0,4$ Н, направленная вправо (в сторону движения).

2. Сила натяжения верёвки $T = 0,2$ Н, направленная влево (в сторону, противоположную движению).

Равнодействующая этих сил сообщает бруску В ускорение $\text{a}$: $F - T = m_B \cdot a$. Проверим: $0,4 \text{ Н} - 0,2 \text{ Н} = 1 \text{ кг} \cdot 0,2 \text{ м/с}^2$, что даёт верное равенство $0,2 \text{ Н} = 0,2 \text{ Н}$.

Ответ: на правый брусок действуют две силы: приложенная сила величиной $0,4$ Н в направлении движения и сила натяжения верёвки величиной $0,2$ Н в противоположном направлении.