Номер 189, страница 34 - гдз по физике 9 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Третий закон Ньютона. Законы движения и взаимодействия тел - номер 189, страница 34.

► 189. Может ли человек подняться вверх, ухватившись за конец верёвки, перекинутой через неподвижный блок

Решение

Для того чтобы человек мог поднять себя, необходимо проанализировать силы, действующие на него. На человека действуют две основные силы:

1. Сила тяжести $F_т$, направленная вертикально вниз. Она равна $F_т = mg$, где $m$ – масса человека, а $g$ – ускорение свободного падения.
2. Сила натяжения верёвки $T$, направленная вертикально вверх. Человек тянет верёвку вниз с силой $F$. По третьему закону Ньютона, верёвка тянет человека вверх с силой $T$, равной по модулю силе $F$ ($T = F$).

Неподвижный блок не даёт выигрыша в силе, он лишь изменяет направление её приложения. Чтобы человек начал двигаться вверх (то есть имел ускорение, направленное вверх), равнодействующая всех сил, действующих на него, должна быть направлена вверх. Это означает, что сила натяжения верёвки должна превышать силу тяжести:

$T > F_т$

Подставляя выражения для сил, получаем условие для подъёма:

$F > mg$

Таким образом, человек должен тянуть за верёвку с силой, превышающей его собственный вес. Физически это вполне возможно, если человек обладает достаточной силой. Например, при подтягивании на турнике или при лазании по канату человек прикладывает усилие, превышающее вес своего тела, чтобы двигаться вверх. В данном случае неподвижный блок просто меняет направление приложения силы (человек тянет вниз, а не вверх), но величина необходимой силы остаётся той же.

Ответ: Да, человек может поднять себя таким способом, если он способен приложить к верёвке силу, превышающую его собственный вес.