Контрольные задания > Находящаяся в равновесии система состоит из однородного горизонтального рычага массой $$m = 1 \text{ кг}$$ и двух грузов массой $$2m$$ и $$M = 0.1 \text{ кг}$$. Все эти тела соединены между собой блоком и невесомыми нитями, свободные участки которых вертикальны. Трения в системе нет. Ускорение свободного падения $$g = 10 \text{ м/с}^2$$. Определите силу натяжения нитей. Ответ выразите в ньютонах, округлите до целых. Определите массу блока. Ответ выразите в килограммах, округлите до десятых.
Вопрос:
Находящаяся в равновесии система состоит из однородного горизонтального рычага массой $$m = 1 \text{ кг}$$ и двух грузов массой $$2m$$ и $$M = 0.1 \text{ кг}$$. Все эти тела соединены между собой блоком и невесомыми нитями, свободные участки которых вертикальны. Трения в системе нет. Ускорение свободного падения $$g = 10 \text{ м/с}^2$$. Определите силу натяжения нитей. Ответ выразите в ньютонах, округлите до целых. Определите массу блока. Ответ выразите в килограммах, округлите до десятых.
Ответ:
Решение:
Определим силу натяжения нитей:
Нить 1: Сила натяжения нити 1 равна весу груза массой $$2m$$. Так как $$m = 1 \text{ кг}$$, то масса груза $$2m = 2 \text{ кг}$$. Следовательно, сила натяжения нити 1 равна: $$T_1 = 2m \cdot g = 2 \cdot 1 \cdot 10 = 20 \text{ Н}$$.
Нить 4: Сила натяжения нити 4 равна весу груза массой $$M$$. Так как $$M = 0.1 \text{ кг}$$, то сила натяжения нити 4 равна: $$T_4 = M \cdot g = 0.1 \cdot 10 = 1 \text{ Н}$$.
Нить 3: Так как блок невесомый, то сила натяжения нити 3 равна удвоенной силе натяжения нити 4: $$T_3 = 2 \cdot T_4 = 2 \cdot 1 = 2 \text{ Н}$$.
Нить 2: Сила натяжения нити 2 равна сумме сил натяжения нитей 1 и 3, а также весу рычага: $$T_2 = T_1 + T_3 + m \cdot g = 20 + 2 + 1 \cdot 10 = 32 \text{ Н}$$.
Определим массу блока:
По условию, блок невесомый, поэтому его масса равна 0 кг.