Новая Школа - онлайн-школа подготовки к ЕГЭ
Задача Задача №3182860
А
Аноним
07 мая 2025 10:24 · публичный вопрос
А
Аноним

По гладкому горизонтальному столу двигаются два одинаковых бруска массами М, связанные нерастяжимой и невесомой нитью. В движение их приводит горизонтально направленная сила Г,…

Запрос пользователя

По гладкому горизонтальному столу двигаются два одинаковых бруска массами М, связанные нерастяжимой и невесомой нитью. В движение их приводит горизонтально направленная сила Г, приложенная к одному из брусков (см. рисунок). Минимальная сила Р, при которой нить обрывается, равна 13 Н. При какой силе натяжения обрывается нить?

Ответ нейросети
07 мая 2025 10:24

Давайте решим задачу пошагово и подробно объясним все этапы.


Дано:

  • Два одинаковых бруска массой \( M \) соединены нерастяжимой нитью.
  • Стол — гладкий, проскальзывания нет.
  • В движение бруски приводит горизонтально направленная сила \( G \), приложенная к одному из них.
  • Минимальная сила \( R = 13\,\text{Н} \), при которой нить разрывается.
  • Требуется найти силу натяжения нити при другом значении силы \( G \).

Шаг 1. Обозначения и ситуация

Обозначим:

  • Мощность силы, приложенной к первому бруску, как \( G \).
  • Масса каждого бруска — \( M \).
  • Натяжение нити — \( T \).

Поскольку бруски связаны нерастяжимой нитью, при движении они должны иметь одинаковую скорость и ускорение.


Шаг 2. Определение условий при минимальной силе для разрыва нити

При минимальной силе \( R = 13\,\text{Н} \), нить разрывается, то есть натяжение нити достигает её предела.

Обозначим:

  • \( G_{\text{min}} \) — условная сила, приводящая к разрыву нити (\( R = 13\,\text{Н} \)).

Из условия задачи — при \( G = R = 13\,\text{Н} \), нить терпит испытание, достигает своего предела.


Шаг 3. Анализ сил и ускорений

Обозначим:

  • Общее ускорение системы: \( a \),
  • Натяжение нити: \( T \).

Шаг 4. Записываем уравнения для каждого бруска

Брусок 1 (с силой \( G \)):

  • Считая, что сила \( G \) действует на него, получаем уравнение: \[ G - T = M a \]

Брусок 2 (без внешней силы, только сила натяжения):

  • На него действует сила натяжения \( T \): \[ T = M a \]

Из этих двух уравнений видно: \[ G - T = T \] \[ G = 2 T \]

Это важное отношение: сила \( G \) в два раза больше натяжения нити.


Шаг 5. Выражаем натяжение \( T \) через \( G \)

Из полученного: \[ T = \frac{G}{2} \]


Шаг 6. Анализ минимальной силы \( R = 13\,\text{Н} \)

При \( G = 13\,\text{Н} \): \[ T_{max} = \frac{13}{2} = 6.5\,\text{Н} \]

Значит, при этом натяжение достигает максимума — минимального, при котором нить всё ещё держит.

→ Для нити, чтобы разорваться, её натяжение должно достигать предела \( T_{max} \), равного \( 13\,\text{Н} \), то есть условно натяжение в нити при \( G = 13\,\text{Н} \):

\[ T_{max} = 13\,\text{Н} \]

но по нашим уравнениям это вдвое меньше \( G \):

\[ \boxed{ T = \frac{G}{2} } \]

Значит:

\[ T = 13\,\text{Н} \implies G = 2 \times 13 = 26\,\text{Н} \]

Вывод:
минимальная сила \( G \), при которой нить разрывается, — это 26 Н.


Ответ:

При какой силе натяжение нити обрывается?

Ответ: — \(\boxed{26\,\text{Н}}\).

Это минимальная сила \( G \), при которой натяжение в нити достигает \( 13\,\text{Н} \), и нить разрывается.


Если есть дополнительные вопросы или нужно подробнее — скажите!