
Какую силу давления оказывает нить на ось блока? Массы грузов одинаковы и равны
Трение не учитывать. Нить невесома и нерастяжима.
1. mg
2.
3.
4.
Решение. Слева висит три грузика, а справа только 2, поэтому вся конструкция начнет съезжать по блоку налево. Поскольку нить нерастяжима, левые и правы грузики будут двигаться с одинаковым ускорением, обозначим его через a (черные стрелки). Нить невесома, это означает, что натяжение вдоль всей нити между левыми и правыми грузиками остается неизменным, обозначим эту силу через T (зеленые стрелки).
Выпишем второй закон Ньютона для левых грузиков в проекции на вертикальную ось, направленную вниз:
Второй закон Ньютона для правых грузиков в проекции на вертикальную ось, направленную вверх:
Решая систему двух последних уравнений, находим, что
Наша задача — определить силу давления нити на блок, по третьему закону Ньютона эта сила равна силе реакции опоры на нить N (синяя стрелка). Следовательно, для ответа на вопрос задачи достаточно найти величину силы Для этого рассмотрим кусок нити, перекинутый через блок. На него действует три силы: искомая сила реакции и две силы натяжения T со стороны остальных кусков нити. Этот кусок нити скользит вокруг блока с некоторым ускорением, но поскольку нить невесома, равнодействующая всех сил, действующих на этот кусок, по второму закону Ньютона, должна быть равна нулю, а значит:
Это и есть окончательный ответ.
Правильный ответ указан под номером 4.
| Критерии оценивания выполнения задания | Баллы |
|---|---|
| Приведено полное решение, включающее следующие элементы: I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом; II) проведены необходимые математические преобразования и расчеты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями); III) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины | 2 |
| Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев. Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования. Но допущена ошибка в ответе или в математических преобразованиях или вычислениях. ИЛИ Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо и достаточно для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи | 1 |
| Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1 или 2 балла | 0 |
| Максимальный балл | 2 |
PDF-версии: