Дано:
m1 = 0,2 кг (масса верхнего груза)
m2 = 0,1 кг (масса нижнего груза)
g = 9,81 м/с² (ускорение свободного падения)
Найти:
a (ускорение, с которым начнет двигаться верхний груз m1)
Решение:
1. Рассмотрим ситуацию перед тем, как пережгут нить. Система находится в равновесии, и силы, действующие на каждый груз, уравновешивают друг друга.
Для груза m2 (нижний груз):
Сила тяжести: Fg2 = m2 * g = 0,1 * 9,81 = 0,981 Н
Эта сила равна натяжению нити T до того, как нить будет перерезана:
T = Fg2 = 0,981 Н
2. После пережигания нити, груз m1 будет падать под действием своей силы тяжести и силы натяжения пружины, которая до этого момента была равна T.
Сила тяжести для груза m1:
Fg1 = m1 * g = 0,2 * 9,81 = 1,962 Н
3. Применяем второй закон Ньютона для груза m1 после разрыва нити.
Рассмотрим движение груза m1:
m1 * a = Fg1 - T
Подставляя значение T, получаем:
m1 * a = Fg1 - Fg2
4. Подставляем известные значения:
0,2 * a = 1,962 - 0,981
0,2 * a = 0,981
5. Решим уравнение относительно a:
a = 0,981 / 0,2
a = 4,905 м/с²
Ответ:
Ускорение, с которым начнет двигаться верхний груз m1, равно 4,905 м/с².