Определите значением силы тяги, действующей на груз массой 20 кг, в следующих ситуациях: а) лифт равномерно падает

Zolotoy_Korol

66

Давайте решим задачу поочередно для каждой ситуации.

а) Если лифт равномерно падает или поднимается, то сила тяги будет равна силе притяжения, так как в этом случае сумма всех сил, действующих на груз, должна быть равна нулю.

Сила притяжения на Земле определяется ускорением свободного падения \( g \) и массой \( m \) груза. Ускорение свободного падения на Земле обозначается \( g \) и примерно равно \( 9.8 \, \text{м/с}^2 \).

По формуле для расчета силы притяжения:

\[ F = m \cdot g \]

где \( m \) - масса груза, \( g \) - ускорение свободного падения.

Подставляем известные значения:

\[ F = 20 \, \text{кг} \cdot 9.8 \, \text{м/с}^2 \]

Рассчитываем:

\[ F = 196 \, \text{Н} \]

Значит, сила тяги, действующая на груз, равна 196 Н.

б) Если лифт движется с ускорением 3 м/с\(^2\), направленным вверх, то сила тяги будет определена суммой силы притяжения и силы инерции, которую необходимо создать, чтобы ускорить груз вверх.

Сначала найдем значение силы притяжения по формуле, которую я описал в предыдущем пункте:

\[ F_{\text{притяж}} = m \cdot g = 20 \, \text{кг} \cdot 9.8 \, \text{м/с}^2 = 196 \, \text{Н} \]

Теперь определим значение силы инерции.

Сила инерции находится по формуле:

\[ F_{\text{инерции}} = m \cdot a \]

где \( m \) - масса груза, \( a \) - ускорение.

Подставляем известные значения:

\[ F_{\text{инерции}} = 20 \, \text{кг} \cdot 3 \, \text{м/с}^2 \]

Рассчитываем:

\[ F_{\text{инерции}} = 60 \, \text{Н} \]

Теперь найдем силу тяги, сложив силу притяжения и силу инерции:

\[ F_{\text{тяги}} = F_{\text{притяж}} + F_{\text{инерции}} = 196 \, \text{Н} + 60 \, \text{Н} \]

Рассчитываем:

\[ F_{\text{тяги}} = 256 \, \text{Н} \]

Значит, сила тяги, действующая на груз, равна 256 Н.

в) Если лифт движется с ускорением 3 м/с\(^2\), направленным вниз, то сила тяги будет определена разностью силы притяжения и силы инерции, которую необходимо создать, чтобы замедлить груз.

Мы уже рассчитали значение силы притяжения для этого груза, и оно составляет 196 Н.

Теперь найдем значение силы инерции, используя ту же формулу:

\[ F_{\text{инерции}} = m \cdot a = 20 \, \text{кг} \cdot 3 \, \text{м/с}^2 = 60 \, \text{Н} \]

Найдем силу тяги, вычитая силу инерции из силы притяжения:

\[ F_{\text{тяги}} = F_{\text{притяж}} - F_{\text{инерции}} = 196 \, \text{Н} - 60 \, \text{Н} \]

Рассчитываем:

\[ F_{\text{тяги}} = 136 \, \text{Н} \]

Значит, сила тяги, действующая на груз, равна 136 Н.

Постарался рассчитать все шаги подробно и пояснить каждое действие. Если у вас возникли какие-либо вопросы, не стесняйтесь задавать их!