Question

Воздушный шар (m=250 кг) вместе с грузом двигается в воздухе вертикально вниз с ускорением a=0.2 м/с2 . Необходимо эту систему направить строго вверх с таким же значением ускорения, что и при движении вниз. Считаем, что воздух не оказывает на систему (шар+груз) сопротивления. Найдите какую массу груза необходимо сбросить, чтобы осуществить такое движение системы (вверх). Ответ округлите до целого числа по стандартным правилам округления.​

Answer 1

Ответ:

10 кг

Объяснение:

на систему действуют 2 силы: сила тяжисти (Fтяж) и сила тяги (Fт1)

Направим ось Y вверх тогда по второму закону ньютона (пусть g=10м/с^2) Fр1=Fт1-Fтяж => -ma1=Fт1-mg => Fт1=mg-ma1=m(g-a1)=250 кг * (10-0,2 м/c^2)=2450 Н

Чтобы ускорение a2 было равно 0,2 м/c^2 должно выполняця равенство из которого найдем необходимую силу тяги

Представим что равнодействующая уже направлена верх по оси Y тогда

Fт2=m(g+a2)=250 кг * (10+0.2 м/c^2)=2550 Н

найдем разнецу (вес груза который необходимо збросить) P=Fт2-Fт1=2550-2450=100 Н

P=mg => m=p/g=100Н/10=10 кг

Answer 2

Чтобы найти массу груза, которую необходимо сбросить, чтобы осуществить движение системы вверх с таким же ускорением, что и при движении вниз, мы можем использовать закон Ньютона второго закона движения:

F = ma

Где F - сила, m - масса, a - ускорение.

Когда система движется вниз, сила тяжести и сила аэростатической поддержки равны по величине, но направлены в противоположные стороны:

F_вниз = F_тяжести - F_поддержки mg = m(g + a)

где g - ускорение свободного падения.

Когда система движется вверх, сила тяжести и сила аэростатической поддержки снова равны по величине и направлены в противоположные стороны:

F_вверх = F_тяжести + F_поддержки m(g - a) = mg + F_поддержки

Мы можем уравнять выражения для силы поддержки:

m(g + a) = mg + m(g - a)

Раскроем скобки:

mg + ma = mg + mg - ma

Упростим выражение:

ma = mg - mg + ma ma = ma

Масса m сокращается с обеих сторон, и остается:

a = a

Таким образом, масса груза не имеет значения при условии, что ускорение остается тем же. Нет необходимости сбрасывать груз, чтобы двигаться вверх с таким же ускорением.