Question

Хелп! Физика! Через невесомый блок перекинута легкая нерастяжимая нить, на концах которой висят 2 груза. Через какое время более тяжелый из них, имеющий массу 350 г и расположенный на высоте 0,98 м от пола, коснется пола, если сила натяжения нити 2,1 Н? Какова масса легкого груза? Начальная скорость равна нулю.

Answer 1

Ускорения грузов равны ввиду нерастяжимости нити

силы натяжения грузов равны ввиду 3 закона Ньютона

для тяжелого груза Mg - T = Ma

значит, ускорения грузов равны a = g - (T/M) = 4 м/c²

для легкого груза T - mg = ma

значит, масса легкого груза равна m = T/(g + a) = 0.15 кг

тяжелый груз пройдет путь h = (a t²)/2 без начальной скорости за время t = √((2h)/a) = 0.7 c

Answer 2

Для решения данной задачи мы можем использовать законы сохранения энергии и момента импульса.

Изначально, оба груза находятся в состоянии покоя, поэтому их начальная скорость равна нулю.

Мы можем записать закон сохранения энергии для более тяжелого груза (масса 350 г) на высоте 0,98 м от пола:

mgh = (1/2)mv^2 + mgh'

где m - масса груза, g - ускорение свободного падения, h - высота, v - скорость груза на полу, h' - высота груза над полом.

Мы также знаем, что сила натяжения нити равна 2,1 Н. Сила натяжения нити направлена вверх и равна сумме силы тяжести грузов.

2,1 Н = mg + mg'

Так как нить нерастяжимая, то сила натяжения нити одинакова на обоих концах.

Теперь мы можем решить систему уравнений, состоящую из этих двух уравнений.

Сначала решим второе уравнение относительно g':

2,1 Н = mg + mg' 2,1 Н = 2mg' g' = 2,1 Н / (2m)

Теперь подставим это значение в первое уравнение:

mgh = (1/2)mv^2 + mgh' mg(0,98 м) = (1/2)m(0 м/с)^2 + mg' (0,98 м) 0,98 мг = 0 + 0,98 мг' 0,98 мг = 0,98 м(2,1 Н / (2m)) 0,98 мг = 1,029 Н

Теперь мы можем решить это уравнение относительно массы m:

0,98 мг = 1,029 Н г = 1,029 Н / (0,98 м) г ≈ 1,05 кг

Таким образом, масса легкого груза составляет около 1,05 кг.