Question

Три тела, связанные невесомыми нитями, лежат на гладкой горизонтальной поверхности (рис. 33). К телу массой m1 = 300 г приложена сила 3 Н, направленная вдоль плоскости, а к телу массой m3 = 100 г -сила 5 Н, направленная в противоположную сторону. Найдите силу натяжения нити между телами массами m1 и m2 = 200 г.

Answer 1

Дано:  
m1 = 0.3 кг (масса первого тела)  
m2 = 0.2 кг (масса второго тела)  
m3 = 0.1 кг (масса третьего тела)  
F1 = 3 Н (сила, приложенная к m1)  
F3 = 5 Н (сила, приложенная к m3)

Найти:  
T (сила натяжения нити между телами m1 и m2)

Решение:

1. Определим общее ускорение системы. Сначала найдем силу, действующую на всю систему. Силы F1 и F3 действуют в противоположных направлениях.

Сила, действующая на систему:
F_net = F1 - F3 = 3 Н - 5 Н = -2 Н

Отрицательное значение означает, что система будет двигаться в сторону силы F3.

2. Найдем общую массу системы:
M_total = m1 + m2 + m3 = 0.3 кг + 0.2 кг + 0.1 кг = 0.6 кг

3. Теперь найдем ускорение a системы:
a = F_net / M_total = -2 Н / 0.6 кг = -3.33 м/с^2 (приблизительно)

4. Теперь найдём силу натяжения T между телами m1 и m2. Для этого рассмотрим только тела m1 и m2.

Для тела m2:
F_net2 = T = m2 * a
T = 0.2 кг * (-3.33 м/с^2) = -0.67 Н (приблизительно)

Так как сила натяжения не может быть отрицательной, значит, она направлена в сторону m1.

5. Для тела m1:
F_net1 = F1 - T = m1 * a
3 Н - T = 0.3 кг * (-3.33 м/с^2)

Теперь подставим значение a:
3 Н - T = -1 Н (приблизительно)

Отсюда найдем T:
T = 3 Н + 1 Н = 4 Н (приблизительно)

Ответ:  
Сила натяжения T между телами m1 и m2 составляет примерно 4 Н.