Question

Ведро массой m=0.7кг и объемом V=10л поднимают с водой из колодца. При этом сила упругости в троссе Fупр=107Н. Определите равнодействующую сил и оцените характер движения

Answer 1

Дано: m1=0,7 кг; V=10 л=10 дм³; Fнат.=107 Н;  R- ?  

___________________________________________  

R=Fнат-(m1 + m2)*g;  масса ведра с водой (10+0,7) кг;  

R=107 - (0,7 + 10)*10=107-107=0  

Движение равномерное. Сила тяжести ведра с водой и натяжение троса одинаковы и уравновешивают друг друга.  

--------------------------------------------------------------------------  

1 л воды имеет массу 1 кг и силу тяжести 10 Н  

ИЛИ m=ρ*V=1 г/см³ * 1 дм³=1*1000=1000 г=1 кг  

1дм³=1000 см³.  

Answer 2

Для определения равнодействующей силы и характера движения в данной задаче, нужно воспользоваться принципом Архимеда и уравнением равновесия.

1. Принцип Архимеда гласит: на тело, погруженное в жидкость, действует сила Архимеда, равная весу вытесненной жидкости. Таким образом, сила Архимеда равна массе вытесненной жидкости умноженной на ускорение свободного падения g.

В данном случае, тело (ведро) погружено в воду, поэтому сила Архимеда будет направлена вверх и равна весу вытесненной воды.

2. Уравнение равновесия для вертикального подъема гласит: сумма всех сил, действующих на тело, равна нулю.

В данной задаче на ведро действуют следующие силы: - Вес ведра: Fвес = m * g, где m - масса ведра, g - ускорение свободного падения. - Сила упругости в троссе: Fупр.

Сумма всех сил равна нулю: Fвес - Fупр - Fарх = 0, где Fарх - сила Архимеда.

Таким образом, равнодействующая сил равна: Fравн = Fвес - Fарх.

Оценка характера движения: - Если Fравн > 0, то ведро будет подниматься с ускорением. - Если Fравн = 0, то ведро будет двигаться с постоянной скоростью. - Если Fравн < 0, то ведро будет опускаться с ускорением.

В данном случае, чтобы определить характер движения, нужно вычислить равнодействующую силу Fравн и сравнить ее со значением нуля. Если Fравн > 0, то ведро будет подниматься с ускорением, если Fравн = 0, то ведро будет двигаться с постоянной скоростью, если Fравн < 0, то ведро будет опускаться с ускорением.

Для вычисления силы Архимеда, необходимо знать плотность воды. Пусть плотность воды равна ρ = 1000 кг/м³.

Тогда масса вытесненной воды будет равна: mводы = V * ρ = 10 л * 1000 кг/м³ = 10 кг.

Сила Архимеда будет равна: Fарх = mводы * g = 10 кг * 9.8 м/с² = 98 Н.

Теперь можем вычислить равнодействующую силу: Fравн = Fвес - Fарх = m * g - Fарх = 0.7 кг * 9.8 м/с² - 98 Н = 6.86 Н - 98 Н = -91.14 Н.

Таким образом, равнодействующая сила Fравн равна -91.14 Н. Это означает, что сила упругости в троссе недостаточна для подъема ведра с водой. Ведро будет опускаться с ускорением.