0,3 What is the mass m1 of the block on the table (see figure) if a load with a mass m2 = 100 g is suspended
0,3 What is the mass m1 of the block on the table (see figure) if a load with a mass m2 = 100 g is suspended and it descends with an acceleration of 0.3 m/s2? The coefficient of friction between the block and the table is 0.3
10.12.2023 08:20
Инструкция: Для решения этой задачи нам необходимо использовать второй закон Ньютона, который гласит, что сумма всех сил, действующих на объект, равна произведению его массы на ускорение.
В данном случае у нас есть груз, который опускается со скоростью ускорением 0,3 м/с^2. Это означает, что сила, действующая вниз на груз, равна произведению его массы на ускорение. Мы можем выразить эту силу, используя второй закон Ньютона:
F = m2 * a
где F - сила, действующая на груз, m2 - масса груза и a - ускорение.
Сила, действующая вверх на груз, это сила трения между блоком и столом. Она равна произведению коэффициента трения между блоком и столом и нормальной силы, действующей на блок (равной массе блока, умноженной на ускорение свободного падения g):
F = μ * m1 * g
где F - сила трения, μ - коэффициент трения, m1 - масса блока и g - ускорение свободного падения.
Таким образом, у нас есть две силы, действующих в противоположных направлениях, и сумма этих сил равна нулю:
m2 * a - μ * m1 * g = 0
Мы можем решить это уравнение относительно m1:
m1 = (m2 * a) / (μ * g)
Теперь у нас есть все необходимые значения, чтобы решить эту задачу и найти массу блока на столе.
Например:
m2 = 100 г (известная масса груза)
a = 0,3 м/с^2 (известное ускорение)
μ = 0,2 (известный коэффициент трения)
g = 9,8 м/с^2 (ускорение свободного падения)
Подставим эти значения в уравнение:
m1 = (100 г * 0,3 м/с^2) / (0,2 * 9,8 м/с^2)
m1 ≈ 1,53 кг (округленное значение)
Совет: Для лучшего понимания этой задачи важно помнить, что коэффициент трения μ может варьироваться в зависимости от поверхности, на которой находится блок. Кроме того, ускорение свободного падения g служит постоянным значением и равно примерно 9,8 м/с^2.
Практика: Если ускорение груза составляет 0,5 м/с^2, а коэффициент трения между блоком и столом составляет 0,3, найдите массу блока на столе, если масса груза равна 200 г.
Пояснение: Чтобы найти массу m1 блока на столе, мы можем использовать второй закон Ньютона (F = m*a), где F - сила, m - масса и a - ускорение.
Для начала мы можем найти силу, действующую на блок. У нас есть две силы - сила тяжести (Fг = m2*g, где m2 - масса груза и g - ускорение свободного падения) и сила трения (Fтр = μ*N, где μ - коэффициент трения и N - нормальная сила). Так как блок находится на плоскости и не двигается по вертикали, нормальная сила равна силе тяжести груза (N = Fг).
Тогда суммарная сила, действующая на блок (Fсум), будет равна силе трения минус силе тяжести блока (Fсум = Fтр - Fг).
Теперь мы можем записать второй закон Ньютона: m1*a = Fсум. Заменив Fсум, получаем m1*a = Fтр - Fг, где a - ускорение подвешенного груза.
Далее, подставляем выражения для Fтр и Fг в уравнение: m1*a = μ*N - m2*g.
Нормальную силу N мы заменим на Fг: m1*a = μ*m2*g - m2*g.
Мы можем выразить массу блока, получив: m1 = (μ*m2*g - m2*g)/a.
Пример:
m2 = 100 г
a = 0,3 м/с^2
μ - коэффициент трения
m1 = (μ*m2*g - m2*g)/a
Совет:
- Убедитесь, что величины массы, ускорения, силы трения и силы тяжести в одних и тех же единицах измерения, например, в килограммах, метрах в секунду и ньютонах, соответственно.
- Предварительно проверьте правильно ли у вас записаны формулы и правильно ли подставлены значения.
Упражнение:
Масса груза m2 = 150 г, коэффициент трения μ = 0,2, ускорение a = 0,5 м/с^2. Найдите массу блока m1.