Тема . Механика. Динамика и Статика

.17 Силы инерции. НСО

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела механика. динамика и статика
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#32627

Два груза с одинаковой массой m  = 10 кг  прикреплены к разным концам легкой и прочной длинной веревки, перекинутой через свободно вращающийся блок. Груз 1 удерживают на горизонтальной поверхности (коэффициент трения между ним и поверхностью μ = 0,6  ), а второй висит свободно. Вся система помещена в лифт. Лифт поехал вверх с ускорением         2
a = 5 м/c  , а грузы отпустили, и они пришли в движение (первый поехал вправо набирая скорость, а второй — вниз). Найти удлинение веревки во время движения. Известно, что ее коэффициент жесткости k = 4000 Н/м  . Ускорение свободного падения g ≈ 10 м/c2  .
(«Покори Воробьёвы горы!», 2019, 7–9)

PIC

Источники: Покори Воробьёвы горы, 2019, 7–9

Показать ответ и решение

Направим координатную ось x  горизонтально вправо, а ось y  вертикально вниз. Запишем уравнения движения для груза 1 в проекции на эти оси (ясно, что по y  он движется вместе с поверхностью с ускорением лифта):

max = T − Fтр,

ma = mg − N ⇒ N  = m(g +a)

Здесь T  – сила натяжения нити, N  – сила нормальной реакции поверхности.
Поскольку груз 1 скользит, то

Fтр = μN = μm (g+ a)

Для груза 2 уравнение движения в проекции на y

ma   = mg − T.
   2

При этом нерастяжимость нити приводит к связи ускорений: относительно лифта оба груза должны двигаться с одинаковыми по величине ускорениями. Таким образом

a2 = ax − a

Поэтому

ma  = m (g+ a)− T,
   x

и, подставляя это соотношение в первое уравнение, находим:

T = 1+-μ-m(g+ a)
      2

По закону Гука удлинение веревки

               T-   1+-μ-
T = kΔl ⇒ Δl = k =   2k m (g+ a)

(Официальное решение ПВГ)

Ответ:
Критерии оценки

Критерии оценивания выполнения задачи

Баллы

Записан второй закон Ньютона для грузов 1  и 2

3

Из нерастяжимости нити получена связь ускорений ax,  a  и a2

2

Из системы уравнений получено верное выражение для силы натяжения нити T

3

Записан закон Гука, из него получено верное выражение для удлинения Δl

2

Максимальный балл

10

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!