дано:
1. m = 100 кг (масса груза).
2. a = 2 м/с² (ускорение вверх).
3. g = 9.81 м/с² (ускорение свободного падения).
найти:
а) Рисунок с силами, действующими на груз.
б) Равнодействующая сил и её направление.
в) Вес груза и во сколько раз он превышает силу тяжести.
г) Зависимость ответов от направления скорости груза.
решение:
а) На рисунке изображены две силы:
- вес груза (F_g), направленный вниз;
- натяжение троса (T), направленное вверх.
б) Суммируем силы:
Сила тяжести: F_g = m * g = 100 * 9.81 = 981 Н (направлена вниз).
Если груз движется вверх с ускорением 2 м/с², то:
По второму закону Ньютона: T - F_g = m * a, где T - натяжение.
Подставим значения:
T - 981 = 100 * 2
T - 981 = 200
T = 200 + 981 = 1181 Н.
Равнодействующая сил равна натяжению троса и направлена вверх.
в) Вес груза равен силе тяжести: F_g = 981 Н.
Соотношение:
Вес груза:F_g = 981 Н.
Сила тяжести: F_g = 981 Н.
Отношение: F_g / F_g = 1 (вес груза не превышает силу тяжести).
г) Ответы на предыдущие вопросы не зависят от направления скорости груза. Ускорение определяет только изменение состояния движения, а силы зависят от массы и ускорения.
ответ:
а) Рисунок показывает вес груза вниз и натяжение вверх.
б) Равнодействующая сил равна 1181 Н, направлена вверх.
в) Вес груза равен 981 Н, он в 1 раз превышает силу тяжести.
г) Ответы не зависят от направления скорости груза.