Решение и подробный «рисунок» в текстовом виде.
Дано: два тела массами m1 = 4 кг и m2 = 6 кг соединены нерастяжимой нитью через идеальный (малым массом и без трения) блок-пулю. Массами блока и нити пренебречь.
- Обозначения
- m1 = 4 кг — меньшая масса (слева)
- m2 = 6 кг — большая масса (справа)
- a — ускорение каждого тела (м2 движется вниз, m1 — вверх)
- T — натяжение нити
- g ≈ 9.8 м/с²
- Уравнения движения (по одному на каждую массу)
- Для m1, движущегося вверх: T − m1 g = m1 a
- Для m2, движущегося вниз: m2 g − T = m2 a
Сложив, получаем: (m2 g − T) + (T − m1 g) = (m2 − m1) g = (m1 + m2) a Откуда: a = (m2 − m1) g / (m1 + m2)
- Числовые значения a = (6 − 4) · 9.8 / (4 + 6) = 2 · 9.8 / 10 = 19.6 / 10 = 1.96 м/с²
Направление: более тяжёлая масса m2 движется вниз, лёгкая m1 — вверх.
- Сила натяжения нити Из уравнения для m1: T = m1 g + m1 a = m1 (g + a) T = 4 (9.8 + 1.96) = 4 · 11.76 ≈ 47.04 Н
Проверка через m2: T = m2 g − m2 a = 6 (9.8 − 1.96) = 6 · 7.84 ≈ 47.04 Н. Совпадает.
Итого:
- ускорение каждого тела: a ≈ 1.96 м/с² (м2 вниз, m1 вверх)
- сила натяжения нити: T ≈ 47.0 Н
Рисунок (упрощённый текстовый, подробный):
pulley (идеальный, без массы)
_________
/ \
| |
\_________/
/ \
m1 = 4 кг m2 = 6 кг
| |
| |
| |
| |
rope rope
(натяжение T по всей длине)
Движение:
- возле m1 стрелка вверх с пометкой a
- возле m2 стрелка вниз с пометкой a
- напряжение в нити T одинаковое с обеих сторон
Если хочешь, могу привести решение с использованием других значений g (например, g = 9.81) и привести результаты с другим округлением.