Question

На нити, переброшенной через неподвижный блок, подвешены два груза. Масса меньшего груза 200 г. Максимальная сила натяжения, которую выдерживает нить – 3 Н. Определите минимальную массу большего груза, при которой нить порвется. Ускорение свободного падения 10м/с2.

Answer 1

дано m=0,2 кг   T=3Н     M- ?

Mg-mg=ma+Ma  (1)

M(g-a)=m*(g+a  

T-mg=ma  

a=T\m-g=3\0,2-10=5 м\с2

M=m(g+a)\(g-a)=0,2*15\5=0,6 кг

Ответ M=0,6 кг

Answer 2

Чтобы определить минимальную массу большего груза, при которой нить порвется, нужно рассмотреть силы, действующие на систему.

Обозначим массу большего груза как m (в граммах).

Сила тяжести для каждого груза вычисляется по формуле F = m * g, где g - ускорение свободного падения (10 м/с²).

Таким образом, масса меньшего груза (200 г) создает силу тяжести F_меньший = 200 г * 10 м/с² = 2 Н.

Пусть T - сила натяжения в нити (максимальная сила, которую выдерживает нить), которая равна 3 Н.

Теперь рассмотрим систему в целом. Когда нить на пределе прочности, сила натяжения в ней должна быть равна сумме сил тяжести обоих грузов.

T = F_меньший + F_больший

3 Н = 2 Н + F_больший

F_больший = 3 Н - 2 Н

F_больший = 1 Н

Таким образом, чтобы нить не порвалась, сила тяжести большего груза должна быть не превышать 1 Н.

Теперь переведем силу тяжести в массу. Для этого используем формулу:

F = m * g

m = F / g

m = 1 Н / 10 м/с²

m = 0.1 кг = 100 г

Таким образом, минимальная масса большего груза, при которой нить порвется, составляет 100 грамм. Если масса большего груза превысит 100 г, то нить не сможет выдержать натяжение и порвётся.