Рассмотрим общий случай. Имеется неподвижный блок, через который перекинута нить, к концам которой подвешены два грузика массой и , где .
Схема блока
Рис. 1. Схема блока
; ;
На первый грузик действует сила притяжения к земле и сила натяжения нити, которая направлена вверх. Соответственно, на второй грузик будут действовать те же силы. Величины сил натяжения их будут одинаковы по модулю при условии, что трение в оси блока отсутствует и сам блок невесом, то есть его не нужно раскручивать какой-то парой сил. Сила натяжения – это внутренняя сила, возникающая в системе связанных тел, друг на друга они действуют посредством нити. Ускорение у этих грузиков будет иметь разное направление, так как первый грузик тяжелее, то он будет двигаться вниз, а второй вверх, но величины ускорений будут одинаковы и равны а, при условии, что нить нерастяжима. К блоку приложены три силы – две силы натяжения, которые тянут блок вниз, и сила реакции крепления оси блока, направленная вверх и равная удвоенной силе натяжения, так как центр блока никуда не перемещается и сумма сил, приложенных к нему должна быть равна нулю. При разборе таких задач оси рисовать не обязательно, потому что подразумевается, что для каждого тела можно выбрать свое направление оси. Так как первое тело движется вниз, то ось необходимо направить вниз так, как направлено ускорение. Второе тело движется вверх и направлено вверх согласно второму ускорению. Записываем второй закон Ньютона для этих тел, при сложении внутренние силы у нас сократятся, и мы получим общий вид для ускорения. Это отношение у нас будет всегда, то есть какое-то числовое значение, умноженное на , которое заставляет систему всегда двигаться.
Схема блока
Рис. 1. Схема блока
На первый грузик действует сила притяжения к земле и сила натяжения нити, которая направлена вверх. Соответственно, на второй грузик будут действовать те же силы. Величины сил натяжения их будут одинаковы по модулю при условии, что трение в оси блока отсутствует и сам блок невесом, то есть его не нужно раскручивать какой-то парой сил. Сила натяжения – это внутренняя сила, возникающая в системе связанных тел, друг на друга они действуют посредством нити. Ускорение у этих грузиков будет иметь разное направление, так как первый грузик тяжелее, то он будет двигаться вниз, а второй вверх, но величины ускорений будут одинаковы и равны а, при условии, что нить нерастяжима. К блоку приложены три силы – две силы натяжения, которые тянут блок вниз, и сила реакции крепления оси блока, направленная вверх и равная удвоенной силе натяжения, так как центр блока никуда не перемещается и сумма сил, приложенных к нему должна быть равна нулю. При разборе таких задач оси рисовать не обязательно, потому что подразумевается, что для каждого тела можно выбрать свое направление оси. Так как первое тело движется вниз, то ось необходимо направить вниз так, как направлено ускорение. Второе тело движется вверх и направлено вверх согласно второму ускорению. Записываем второй закон Ньютона для этих тел, при сложении внутренние силы у нас сократятся, и мы получим общий вид для ускорения. Это отношение у нас будет всегда, то есть какое-то числовое значение, умноженное на , которое заставляет систему всегда двигаться.
Для равноускоренного движения из состояния покоя справедлива формула: h = g *t^2/2.
h = 9,8 м/с^ *(4 с)^2/2 = 78,4 м.
Скорость тела перед ударом найдем из закона сохранения полной механической энергии. В момент удара вся потенциальная энергия переходит в кинетическую: Еп = Ек.
Потенциальная энергия определяется формулой: Еп = m *g *h.
Кинетическая энергия определяется формулой: Ек = m *V^2/2.
m *g *h = m *V^2/2.
V = √(2 *g *h).
V = √(2 *9,8 м/с^2 *78,4 м) = 39,2 м/с.
ответ: тело падает с высоты h = 78,4 м и в момент удара имеет скорость V =39,2 м/с.
Рассмотрим общий случай. Имеется неподвижный блок, через который перекинута нить, к концам которой подвешены два грузика массой и , где .
Схема блока
Рис. 1. Схема блока
; ;
На первый грузик действует сила притяжения к земле и сила натяжения нити, которая направлена вверх. Соответственно, на второй грузик будут действовать те же силы. Величины сил натяжения их будут одинаковы по модулю при условии, что трение в оси блока отсутствует и сам блок невесом, то есть его не нужно раскручивать какой-то парой сил. Сила натяжения – это внутренняя сила, возникающая в системе связанных тел, друг на друга они действуют посредством нити. Ускорение у этих грузиков будет иметь разное направление, так как первый грузик тяжелее, то он будет двигаться вниз, а второй вверх, но величины ускорений будут одинаковы и равны а, при условии, что нить нерастяжима. К блоку приложены три силы – две силы натяжения, которые тянут блок вниз, и сила реакции крепления оси блока, направленная вверх и равная удвоенной силе натяжения, так как центр блока никуда не перемещается и сумма сил, приложенных к нему должна быть равна нулю. При разборе таких задач оси рисовать не обязательно, потому что подразумевается, что для каждого тела можно выбрать свое направление оси. Так как первое тело движется вниз, то ось необходимо направить вниз так, как направлено ускорение. Второе тело движется вверх и направлено вверх согласно второму ускорению. Записываем второй закон Ньютона для этих тел, при сложении внутренние силы у нас сократятся, и мы получим общий вид для ускорения. Это отношение у нас будет всегда, то есть какое-то числовое значение, умноженное на , которое заставляет систему всегда двигаться.
Схема блока
Рис. 1. Схема блока
На первый грузик действует сила притяжения к земле и сила натяжения нити, которая направлена вверх. Соответственно, на второй грузик будут действовать те же силы. Величины сил натяжения их будут одинаковы по модулю при условии, что трение в оси блока отсутствует и сам блок невесом, то есть его не нужно раскручивать какой-то парой сил. Сила натяжения – это внутренняя сила, возникающая в системе связанных тел, друг на друга они действуют посредством нити. Ускорение у этих грузиков будет иметь разное направление, так как первый грузик тяжелее, то он будет двигаться вниз, а второй вверх, но величины ускорений будут одинаковы и равны а, при условии, что нить нерастяжима. К блоку приложены три силы – две силы натяжения, которые тянут блок вниз, и сила реакции крепления оси блока, направленная вверх и равная удвоенной силе натяжения, так как центр блока никуда не перемещается и сумма сил, приложенных к нему должна быть равна нулю. При разборе таких задач оси рисовать не обязательно, потому что подразумевается, что для каждого тела можно выбрать свое направление оси. Так как первое тело движется вниз, то ось необходимо направить вниз так, как направлено ускорение. Второе тело движется вверх и направлено вверх согласно второму ускорению. Записываем второй закон Ньютона для этих тел, при сложении внутренние силы у нас сократятся, и мы получим общий вид для ускорения. Это отношение у нас будет всегда, то есть какое-то числовое значение, умноженное на , которое заставляет систему всегда двигаться.
Відповідь:
V0 = 0 м/с.
t = 4 с.
g = 9,8 м/с^2.
h - ?
V - ?
Для равноускоренного движения из состояния покоя справедлива формула: h = g *t^2/2.
h = 9,8 м/с^ *(4 с)^2/2 = 78,4 м.
Скорость тела перед ударом найдем из закона сохранения полной механической энергии. В момент удара вся потенциальная энергия переходит в кинетическую: Еп = Ек.
Потенциальная энергия определяется формулой: Еп = m *g *h.
Кинетическая энергия определяется формулой: Ек = m *V^2/2.
m *g *h = m *V^2/2.
V = √(2 *g *h).
V = √(2 *9,8 м/с^2 *78,4 м) = 39,2 м/с.
ответ: тело падает с высоты h = 78,4 м и в момент удара имеет скорость V =39,2 м/с.