Две гири, каждая массой 600 г, прикреплены к концам невесомой нерастяжимой нити, перекинутой через легкий неподвижный блок. Какой массы дополнительный груз нужно положить на одну из гирь, чтобы она стала спускаться вниз с ускорением 2 м/с2? Влиянием блока на движение грузов пренебречь.
от

1 Ответ

Дано:  
m1 = 600 г = 0.6 кг (масса первой гири)  
m2 = 600 г = 0.6 кг (масса второй гири)  
a = 2 м/с² (ускорение вниз)  
g = 9.81 м/с² (ускорение свободного падения)  

Найти:  
m3 (масса дополнительного груза).

Решение:

1. Для гирь, чтобы одна из них начала спускаться с ускорением a, необходимо, чтобы сила тяжести на эту гирю была больше, чем натяжение нити.

2. Сила тяжести на гирю с грузом:  
F1 = (m1 + m3) * g  
F1 = (0.6 + m3) * 9.81

3. Сила тяжести на вторую гирю:  
F2 = m2 * g  
F2 = 0.6 * 9.81

4. Учитывая, что гиря с грузом должна опускаться с ускорением a, можно записать второе закон Ньютона для системы:  
F1 - F2 = (m1 + m3) * a

5. Подставим значения:  
(0.6 + m3) * 9.81 - 0.6 * 9.81 = (0.6 + m3) * 2

6. Упростим уравнение:  
(0.6 + m3) * 9.81 - 5.886 = (0.6 + m3) * 2

7. Раскроем скобки:  
9.81 * 0.6 + 9.81 * m3 - 5.886 = 1.2 + 2 * m3

8. Посчитаем 9.81 * 0.6:  
5.886 + 9.81 * m3 - 5.886 = 1.2 + 2 * m3

9. Упростим:  
9.81 * m3 = 1.2 + 2 * m3

10. Переносим все m3 в одну сторону:  
9.81 * m3 - 2 * m3 = 1.2  
(9.81 - 2) * m3 = 1.2  
7.81 * m3 = 1.2

11. Найдем m3:  
m3 = 1.2 / 7.81 ≈ 0.153 кг.

Ответ:  
Масса дополнительного груза, которую нужно положить на одну из гирь, составляет примерно 0.153 кг.
от