Физика

Какое отношение между модулями ускорений можно найти, если два тела массами m и 2m соединены легкой нерастяжимой

Какое отношение между модулями ускорений можно найти, если два тела массами m и 2m соединены легкой нерастяжимой веревкой, которая проходит через невесомый блок, а на свободный конец веревки действует сила f (смотри рисунок)? Считайте, что отсутствует трение.
Верные ответы (2):
  • Izumrud
    Izumrud
    42
    Показать ответ
    Предмет вопроса: Отношение между модулями ускорений в связанных телах

    Объяснение: В данной задаче имеется два тела массами m и 2m, соединенные легкой нерастяжимой веревкой, которая проходит через невесомый блок. На свободный конец веревки действует сила F.

    Чтобы найти отношение между модулями ускорений данных тел, рассмотрим силы, действующие на каждое из них. Тело массой m подвергается действию силы F, направленной вправо. Тело массой 2m подвергается действию силы T, направленной влево (натяжение веревки). Также на тело массой m действует сила тяжести, направленная вниз. Пусть а1 и а2 - ускорения тел массами m и 2m соответственно.

    Используя второй закон Ньютона (F = m*a), можем записать следующие уравнения:

    1) F - m*g = m*a1 (уравнение для тела массой m)
    2) T - 2m*g = 2m*a2 (уравнение для тела массой 2m)

    Поскольку тела связаны, скорость веревки на блоке одинакова, следовательно, a1 = a2. Решая уравнения (1) и (2), можно найти отношение между модулями ускорений, записав их отношение:

    F - m*g m
    --------- = ---
    T - 2m*g 2m

    Демонстрация:
    Предположим, у нас имеется тело массой m = 2 кг и тело массой 2m = 4 кг. На свободный конец веревки действует сила F = 10 Н. Чтобы найти отношение между модулями ускорений, подставим значения в уравнение:

    10 - 2*9.8 2
    --------- = ---
    T - 2*9.8 4

    10 - 19.6 1
    --------- = ---
    T - 19.6 2

    20 - 19.6 = T - 19.6
    0.4 = T - 19.6
    T = 20

    Отношение между модулями ускорений равно 1:2.

    Совет: Для лучшего понимания задачи, рекомендуется внимательно изучить второй закон Ньютона и связанные с ним понятия. Также полезно внимательно прочитать условие задачи и разобраться, какие силы действуют на каждое из тел.

    Дополнительное задание:
    Если масса первого тела равна 3 кг, а масса второго тела равна 6 кг, а сила, действующая на свободный конец веревки, равна 15 Н, то какое будет отношение между модулями ускорений двух тел? Ответ дайте в виде a:b, где a и b - числа.
  • Tayson
    Tayson
    42
    Показать ответ
    Название: Отношение модулей ускорений в связанных системах

    Инструкция:
    В данной задаче рассматривается связанная система, которая состоит из двух тел массами m и 2m, соединенных легкой нерастяжимой веревкой, и находится под действием силы f.

    Для решения этой задачи, необходимо применить второй закон Ньютона, который гласит, что сила, действующая на тело, равна произведению массы этого тела на его ускорение. Также следует учесть, что масса двух тел связана соотношением m = 2m.

    Пусть a1 и a2 - ускорения тел массой m и 2m соответственно. Используя второй закон Ньютона для каждого тела, получим следующие уравнения:

    1) F - T = m * a1,
    2) T = 2m * a2,
    где F - сила, действующая на систему, T - натяжение веревки.

    Так как веревка нерастяжимая, то a1 = a2 = a (общее ускорение системы).

    Подставим значение T из второго уравнения в первое уравнение и упростим выражение:

    F - 2ma = ma,
    F = 3ma.

    Таким образом, отношение модулей ускорений равно 3.

    Дополнительный материал:
    Школьник: Какое отношение модулей ускорений можно найти, если два тела массами 2кг и 4кг соединены веревкой, на конец которой действует сила 10 Н?

    Учитель: В данной задаче, если масса одного тела равна 2кг, то масса второго тела будет 2 * 2кг = 4кг. Также, нам дано, что на свободный конец веревки действует сила 10 Н. Для нахождения отношения модулей ускорений, мы можем воспользоваться вторым законом Ньютона. Подставляя значения в уравнения, получаем F = 3ma. Заменяя известные величины, получим: 10 Н = 3 * a * (2кг + 4кг). Решив это уравнение, мы можем найти ускорение системы, а затем отношение модулей ускорений.

    Совет: Чтобы лучше понять и научиться решать задачи на связанные системы, рекомендуется изучить второй закон Ньютона и основные принципы работы с ним. Также полезно тренироваться на различных задачах, чтобы улучшить свои навыки в применении этого закона при решении физических задач.

    Задача на проверку:
    Два тела массы 3кг и 6кг соединены веревкой, на конец которой действует сила 15 Н. Какое отношение модулей ускорений можно найти в данной системе? (Ответ: 2)
Написать свой ответ: