Брусок 4 кг на столе связан через блок с грузом 6 кг — найдите ускорение и силу натяжения нити
Условие
Брусок массой 4 кг лежит на горизонтальном столе и соединён лёгкой нерастяжимой нитью с грузом массой 6 кг; нить перекинута через невесомый блок, закреплённый у края стола, груз висит вертикально. Коэффициент трения бруска о стол равен 0,25, трением в блоке пренебречь. Систему отпускают из состояния покоя. Найдите ускорение тел и силу натяжения нити. Принять g = 10 м/с².
Ответ
a = 5 м/с²; T = 30 Н
Решение по шагам
Шаг 1. Что даёт нить и блок
Нить нерастяжима, поэтому модули ускорений бруска и груза одинаковы: . Блок невесомый и без трения, поэтому натяжение по обе стороны одно и то же: . На брусок действуют (к блоку), сила трения (против движения), и ; на груз — вниз и вверх.
Шаг 2. Пишем систему уравнений
Для бруска по вертикали Н, значит . Вдоль движения: . Для груза ось направим вниз: . Ключевой момент: сила трения определяется весом бруска, лежащего на столе, а не весом висящего груза.
Осталось ещё 3 шага — откроются после входа:
- Шаг 3. Исключаем натяжение и находим ускорение
- Шаг 4. Находим силу натяжения
- Шаг 5. Проверка
Бесплатно · займёт минуту
Частые ошибки
- ✗
Считают силу трения по весу висящего груза: в формуле нормальная реакция равна — весу бруска на столе.
- ✗
Принимают Н: это верно только для неподвижной системы, при разгоне натяжение меньше веса.
- ✗
Пишут для груза , перепутав направление оси, и получают отрицательное ускорение.
- ✗
Забывают, что ускорения обоих тел равны, и решают задачу для каждого тела отдельно.