На рисунке 40, а изображены две тележки, соединённые между собой нитью. Под действием некоторой силы F тележки пришли в движение с ускорением \(а = 0,2 м/с²\).
а) Определите проекции на ось \(X \)сил \(F_2\) и \(F_1\) с которыми нить действует соответственно на вторую и первую тележки. (Массой нити и трением пренебречь.)
б) Чему будут равны проекции на ось \(X \) сил \(F_2\) и \(F_1\), если тележки поменять местами, как показано на рисунке 40, б?
в) В каком из двух случаев, показанных на рисунке 40, нить между тележками натянута сильнее?
г) Определите проекцию силы \(F\), под действием которой тележки пришли в движение.
На рисунке 40, а изображены две тележки, соединённые нитью, которые движутся под действием силы \( F \) с ускорением \( a = 0{,}2 \, \text{м/с}^2 \). Рассмотрим каждый из пунктов задачи:
Дано:
- \( m_1 = 0{,}5 \, \text{кг} \) — масса первой тележки;
- \( m_2 = 1{,}5 \, \text{кг} \) — масса второй тележки;
- \( a = 0{,}2 \, \text{м/с}^2 \).
Решение:
Найдём проекции сил, с которыми нить действует на тележки:
- На вторую тележку действует сила \( F_{2x} = m_2 \cdot a = 1{,}5 \cdot 0{,}2 = 0{,}3 \, \text{Н} \).
- По третьему закону Ньютона \( F_{1x} = -F_{2x} = -0{,}3 \, \text{Н} \).
Если тележки поменять местами:
- Для первой тележки сила \( F_{1x} = m_1 \cdot a = 0{,}5 \cdot 0{,}2 = 0{,}1 \, \text{Н} \).
- По третьему закону Ньютона \( F_{2x} = -F_{1x} = -0{,}1 \, \text{Н} \).
Нить натянута сильнее в первом случае (рисунок 40, а), так как сила натяжения равна \( 0{,}3 \, \text{Н} \), а во втором случае — \( 0{,}1 \, \text{Н} \).
Найдём проекцию силы \( F \), под действием которой тележки движутся:
\(F_x = (m_1 + m_2) \cdot a = (0{,}5 + 1{,}5) \cdot 0{,}2 = 0{,}4 \, \text{Н}\).
Ответ:
- а) \( F_{1x} = -0{,}3 \, \text{Н} \), \( F_{2x} = 0{,}3 \, \text{Н} \);
- б) \( F_{1x} = 0{,}1 \, \text{Н} \), \( F_{2x} = -0{,}1 \, \text{Н} \);
- в) Сильнее натянута нить в случае а) (\( 0{,}3 \, \text{Н} \)).
- г) \( F_x = 0{,}4 \, \text{Н} \).
Решебник
"Физика - Учебник" по предмету Физика за 9 класс.
Aвторы:
Гутник Е.М., Иванов А.И., Перышкин И.М.
Задание
На рисунке 40, а изображены две тележки, соединённые между собой нитью. Под действием некоторой силы F тележки пришли в движение с ускорением \(а = 0,2 м/с²\). а) Определите проекции на ось \(X \)сил \(F_2\) и \(F_1\) с которыми нить действует соответственно на вторую и первую тележки. (Массой нити и трением пренебречь.) б) Чему будут равны проекции на ось \(X \) сил \(F_2\) и \(F_1\), если тележки поменять местами, как показано на рисунке 40, б? в) В каком из двух случаев, показанных на рисунке 40, нить между тележками натянута сильнее? г) Определите проекцию силы \(F\), под действием которой тележки пришли в движение.