Для решения задачи используем второй закон Ньютона для системы грузов. Рассмотрим силы, действующие на каждый груз отдельно.
Для груза массой ( m_2 = 0.3 , \text{кг} ), висящего вертикально:
[ m_2 \cdot g - T = m_2 \cdot a ]
где:
- ( g = 9.8 , \text{м/с}^2 ) — ускорение свободного падения,
- ( T ) — натяжение нити,
- ( a ) — ускорение системы.
Для бруска массой ( m_1 = 0.9 , \text{кг} ), двигающегося по столу:
[ T - f = m_1 \cdot a ]
( f = \mu \cdot m_1 \cdot g ) — сила трения,
где ( \mu = 0.2 ) — коэффициент трения.
Таким образом, у нас есть две уравнения:
- ( 0.3 \cdot 9.8 - T = 0.3 \cdot a )
- ( T - 0.2 \cdot 0.9 \cdot 9.8 = 0.9 \cdot a )
Теперь решим систему этих уравнений:
Для второго уравнения:
[ T = 0.9 \cdot a + 0.2 \cdot 0.9 \cdot 9.8 ]
Подставим значение из второго уравнения в первое:
[ 0.3 \cdot 9.8 - (0.9 \cdot a + 0.2 \cdot 0.9 \cdot 9.8) = 0.3 \cdot a ]
Посчитаем:
[ 2.94 - 0.9 \cdot a - 1.764 = 0.3 \cdot a ]
[ 1.176 = 1.2 \cdot a ]
[ a = \frac{1.176}{1.2} = 0.98 , \text{м/с}^2 ]
Теперь, подставим значение ( a ) во второе уравнение, чтобы найти ( T ):
[ T = 0.9 \cdot 0.98 + 0.2 \cdot 0.9 \cdot 9.8 ]
[ T = 0.882 + 1.764 ]
[ T = 2.646 , \text{Н} ]
При округлении получаем, что натяжение нити равно:
a. 2,7 Н