На полу лифта находится тело массой 50 кг. Лифт поднимается так, что за 3 с его скорость изменяется от 8 до 2 м/с. Определите силу давления тела на пол лифта.
Данные:
- Масса тела \( m = 50 \, \text{кг} \),
- Начальная скорость лифта \( v_1 = 8 \, \text{м/с} \),
- Конечная скорость лифта \( v_2 = 2 \, \text{м/с} \),
- Время изменения скорости лифта \( t = 3 \, \text{с} \).
Шаг 1: Находим ускорение лифта
Используем формулу для ускорения \( a \) при равномерном изменении скорости:
\(a = \frac{\Delta v}{\Delta t} = \frac{v_2 - v_1}{t}\)
Подставим значения:
\(a = \frac{2 - 8}{3} = \frac{-6}{3} = -2 \, \text{м/с}^2\).
Шаг 2: Находим силу, действующую на тело
Сила давления тела на пол лифта — это сила реакции опоры, или нормальная сила \( F_{\text{норм}} \). Она равна сумме силы тяжести и силы, возникающей из-за ускорения лифта.
1. Сила тяжести (гравитационная сила) действует вниз:
\(F_{\text{тяж}} = mg = 50 \cdot 9.8 = 490 \, \text{Н}\)
2. Сила, связанная с ускорением лифта: она зависит от ускорения лифта и массы тела:
\(F_{\text{ускор}} = ma = 50 \cdot (-2) = -100 \, \text{Н}\)
Отрицательное значение указывает, что ускорение направлено вниз.
Шаг 3: Определяем силу давления
Сила давления \( F_{\text{норм}} \) на пол лифта будет равна сумме силы тяжести и силы, связанной с ускорением лифта:
\(F_{\text{норм}} = F_{\text{тяж}} + F_{\text{ускор}} = 490 + (-100) = 390 \, \text{Н}\).
Ответ:
Сила давления тела на пол лифта составляет \( 390 \, \text{Н} \).
Решебник
"Физика - Учебник" по предмету Физика за 10 класс.
Aвторы:
Буховцев Б.Б., Мякишев Г.Я., Сотский Н.Н.
Задание
На полу лифта находится тело массой 50 кг. Лифт поднимается так, что за 3 с его скорость изменяется от 8 до 2 м/с. Определите силу давления тела на пол лифта.