Два тела связанные невесомой нерастяжимой нитью перекинутой через неподвижный блок движется с ускорением модуль которых а = 2,5 м/с² ,коэффициент трения между телом массой m1 горизонтальная поверхность у неё равна ню= 0,45 Определите массу m1 тело если масса m2=580г.
Задача о двух телах через незатяжной невесомый блок и силу трения.
Дано:
- ускорение системы a = 2,5 м/с² (м2 движется вниз, m1 по горизонтали к правой стороне);
- масса m2 = 580 г = 0,580 кг;
- коэффициент трения μ = 0,45;
- g ≈ 9,8 м/с² (для точности можно взять 9,81).
Обозначения:
- T — сила натяжения нити.
- m1 — масса тела на поверхности.
- μ m1 g — сила трения, против движения m1 по поверхности.
1) Уравнения движения
- для тела m1 на горизонтальной поверхности (м1 движется вправо):
T − μ m1 g = m1 a
- для висящего тела m2 (м2 движется вниз):
m2 g − T = m2 a
2) Решение
Из первого уравнения выразим T:
T = m1 a + μ m1 g = m1 (a + μ g)
Подставим во второе уравнение:
m2 g − m1 (a + μ g) = m2 a
Перенесем части:
m2 g − m2 a = m1 (a + μ g)
Отсюда искомая масса:
m1 = m2 (g − a) / (a + μ g)
3) Подстановка чисел
Возьмем g = 9,8 м/с² (или 9,81):
- g − a = 9,8 − 2,5 = 7,3
- μ g = 0,45 × 9,8 = 4,41
- a + μ g = 2,5 + 4,41 = 6,91
Тогда
m1 = 0,580 × 7,3 / 6,91 ≈ 4,234 / 6,91 ≈ 0,613 кг
4) Ответ
- масса m1 ≈ 0,613 кг, что примерно равно 613 г.
Проверка (приближенно):
T = m1 (a + μ g) ≈ 0,613 × 6,91 ≈ 4,24 Н
m2 g − T ≈ 0,580 × 9,8 − 4,24 ≈ 5,684 − 4,24 ≈ 1,44 Н
m2 a ≈ 0,580 × 2,5 ≈ 1,45 Н
Разность минимальна, следовательно решение корректно.