Номер 293, страница 38 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Перышкин

7 класс. Взаимодействие тел. 12. Сила упругости. Закон Гука. Вес тела. Единицы силы - номер 293, страница 38.

Решение.

Решение

Рассмотрим силы, действующие на гирю, подвешенную на верёвке. На гирю действуют две силы:

1. Сила тяжести $F_g = mg$, направленная вертикально вниз, где $\text{m}$ - масса гири, а $\text{g}$ - ускорение свободного падения.

2. Сила натяжения верёвки $\text{T}$, направленная вертикально вверх.

Согласно второму закону Ньютона, равнодействующая этих сил сообщает гире ускорение $\text{a}$. В векторной форме уравнение выглядит так:

$m\vec{a} = \vec{F_g} + \vec{T}$

Выберем вертикальную ось, направленную вниз. Тогда проекция уравнения на эту ось будет иметь вид:

$ma = mg - T$

По условию задачи, верёвка не должна испытывать никакого напряжения. Это означает, что сила натяжения верёвки должна быть равна нулю:

$T = 0$

Подставим это условие в уравнение движения:

$ma = mg - 0$

$ma = mg$

Сократив массу $\text{m}$, получим ускорение, с которым должна двигаться гиря:

$a = g$

Это означает, что гиря должна двигаться с ускорением свободного падения, то есть находиться в состоянии свободного падения. Поскольку гиря соединена с опорой верёвкой, для отсутствия натяжения опора должна двигаться точно так же, как и гиря. Если бы ускорение опоры было меньше $\text{g}$, верёвка бы натянулась. Если бы ускорение опоры было больше $\text{g}$, верёвка бы провисла.

Таким образом, чтобы верёвка не испытывала напряжения, опора должна двигаться вертикально вниз с ускорением, равным ускорению свободного падения.

Ответ: Опора должна двигаться вертикально вниз с ускорением, равным ускорению свободного падения ($a=g$), то есть свободно падать вместе с гирей.