На иллюстрации показана система, в которой один конец нерастяжимой веревки прикреплен к оси подвижного блока

  • 5
На иллюстрации показана система, в которой один конец нерастяжимой веревки прикреплен к оси подвижного блока 2, а другой конец (точка а) подвергается силе f. Веревка и блоки 1 и 2 не имеют массы, трения нет. Под действием силы f тело m поднимается вверх равномерно. Какова масса тела m? Обоснуйте свой ответ, объяснив, как он был получен и как его можно записать.
Putnik_Po_Vremeni_6776
12
Чтобы найти массу тела \(m\), необходимо провести анализ системы и использовать законы Ньютона.

Из рисунка видно, что сила \(f\) действует на точку \(а\) нерастяжимой веревки, которая связана с блоком 2. Блок 2 может двигаться вдоль оси, к которой веревка прикреплена. Предполагается, что блок 2 движется равномерно, а значит сила \(f\) будет приложена таким образом, чтобы уравновесить силу тяжести блока 2.

Таким образом, мы можем применить второй закон Ньютона для блока 2, чтобы найти силу тяжести блока:
\[F_{\text{тяж}} = m_{\text{блока}} \cdot g\]

Однако, из условия задачи нам дано, что блок 2 не имеет массы. Это означает, что сила тяжести блока 2 равна нулю: \(F_{\text{тяж}} = 0\).

Так как сила тяжести блока равна нулю, это значит, что сила \(f\) должна быть полностью скомпенсирована силой тяжести, чтобы блок двигался равномерно. Следовательно, мы можем записать следующее уравнение:

\[f = F_{\text{тяж}} = m \cdot g\]

где \(m\) - масса тела \(m\) и \(g\) - ускорение свободного падения, которое можно принять равным приблизительно 9,8 м/с² на поверхности Земли.

Теперь мы можем решить это уравнение относительно массы тела \(m\):

\[m = \frac{f}{g}\]

Таким образом, масса тела \(m\) равна отношению силы \(f\) к ускорению свободного падения \(g\).

Например, если дана сила \(f = 20\) Н, то масса тела \(m\) будет равна:

\[m = \frac{20 \, \text{Н}}{9,8 \, \text{м/с}^2} \approx 2,04 \, \text{кг}\]

Таким образом, масса тела \(m\) составляет около 2,04 кг.