Найдите отношение модулей ускорений тел на горизонтальной поверхности, где находятся два тела массами m
Найдите отношение модулей ускорений тел на горизонтальной поверхности, где находятся два тела массами m и 2m, соединённые лёгкой нерастяжимой верёвкой, перекинутой через невесомый блок, и на свободный конец верёвки действует сила f (см. рисунок), при отсутствии трения.
10.12.2023 13:56
Объяснение: Для решения данной задачи, необходимо применить второй закон Ньютона, который гласит, что сумма сил, действующих на тело, равна произведению массы тела на его ускорение (ΣF = ma). Здесь у нас есть два тела с массами m и 2m, связанные веревкой. Обозначим ускорение меньшего тела как a₁ и большего тела как a₂.
Таким образом, на меньшее тело действуют две силы: сила, действующая на свободный конец веревки (f), и сила натяжения веревки (Т). На большее тело действует только сила натяжения веревки (Т).
Согласно условию задачи, веревка легкая и нерастяжимая, поэтому сила натяжения веревки равна для обоих тел (Т).
Применяя второй закон Ньютона к меньшему телу (m), получаем:
f - Т = ma₁
Применяя второй закон Ньютона к большему телу (2m), получаем:
Т = 2ma₂
Теперь мы можем найти отношение ускорений:
a₂ = (f - Т) / (2m)
Подставляя значение Т из второго уравнения в первое, получаем:
f - 2ma₂ = ma₁
Далее, выражаем a₁ через a₂:
a₁ = f / m - 2a₂
Таким образом, отношение модулей ускорений будет:
a₁ / a₂ = f / (2m) - 1
Пример использования:
Дано: m = 5 кг, f = 10 Н
Для данного примера, отношение модулей ускорений можно рассчитать следующим образом:
a₁ / a₂ = (10 Н) / (2 * 5 кг) - 1 = 1 м/с²
Совет: Для лучего понимания задачи, рекомендуется внимательно прочитать условие и выписать все известные данные. Затем, используя второй закон Ньютона, записать уравнения для каждого тела и использовать их для нахождения искомого отношения ускорений.
Упражнение:
Масса одного из тел равна 3 кг, а сила, действующая на свободный конец веревки, равна 6 Н. Найдите отношение модулей ускорений тел.