тело вес которого 0,49 н под действием горизонтальной силы начинает двигаться равноускоренно и пройдя 50 см приобретает скорость 0,72 км/ч. Определите силу действующую на тело
Цель: Понять решение детально.
Дано:
- вес тела W = 0,49 Н
- движение начинается под действием горизонтальной силы, равноускоренное
- пройдено s = 0,50 м
- скорость в конце пути v = 0,72 км/ч = 0,20 м/с
- начальная скорость u предполагается равной нулю (тело начинают двигаться с покоя)
Найдем массу тела m = W / g, приняв g ≈ 9,8 м/с² m = 0,49 / 9,8 ≈ 0,05 кг
Определим ускорение a Для равноускоренного движения с начальной скоростью u = 0 v² = u² + 2 a s ⇒ a = v² / (2 s)
v = 0,20 м/с, s = 0,50 м a = (0,20)² / (2·0,50) = 0,04 / 1 = 0,04 м/с²
- Определим силу, действующую на тело Согласно второму закону Ньютона F = m a F = 0,05 кг · 0,04 м/с² = 0,002 Н
Ответ: сила, действующая на тело, равна примерно 2 · 10⁻³ Н (0,002 Н) в направлении движения.
Дополнительно для проверки можно отметить, что время движения можно найти как t = v / a = 0,20 / 0,04 = 5 с, и расстояние s = 0,5 a t² = 0,5·0,04·25 = 0,50 м, что согласуется с данными задачи. Примечание: здесь учитывается только горизонтальная сила, без сопротивления; при наличии сопротивления внешняя сила должна быть больше сопротивления, чтобы обеспечить такое же ускорение.
