Бусинка массой 10 г соскальзывает по вертикальной нити. Определите ускорение бусинки и силу

Ответы на вопрос

Отвечает Иванова Лиза.

На бусинку действуют две силы вдоль вертикали:

сила тяжести $mg$ вниз;
сила трения $F_{\text{тр}}$ вверх, так как она мешает соскальзыванию.

Масса бусинки:

m=10\text{ г}=0{,}01\text{ кг}

Сила тяжести:

mg=0{,}01\cdot 9{,}8=0{,}098\text{ Н}

В школьных задачах обычно берут $g \approx 10\text{ м/с}^2$ , тогда

mg=0{,}01\cdot 10=0{,}1\text{ Н}

Сила трения дана:

F_{\text{тр}}=0{,}05\text{ Н}

1. Ускорение бусинки

Равнодействующая сила направлена вниз:

F = mg - F_{\text{тр}}

Тогда по второму закону Ньютона:

ma = mg - F_{\text{тр}}

a = \frac{mg - F_{\text{тр}}}{m}

Подставим:

a=\frac{0{,}1-0{,}05}{0{,}01}=\frac{0{,}05}{0{,}01}=5\text{ м/с}^2

Ответ: ускорение бусинки равно $5\text{ м/с}^2$ вниз.

2. Сила натяжения нити

В этой задаче сила, с которой нить действует на бусинку вдоль нити, фактически равна силе трения, так как именно она препятствует движению вдоль нити.

Значит,

T = F_{\text{тр}} = 0{,}05\text{ Н}

Сила натяжения нити: $0{,}05\text{ Н}$ .

3. Какая сила трения нужна, чтобы бусинка не соскальзывала?

Чтобы бусинка не двигалась, ускорение должно быть равно нулю. Тогда силы вдоль вертикали должны уравновешиваться:

F_{\text{тр}} = mg

Подставим:

F_{\text{тр}}=0{,}01\cdot 10=0{,}1\text{ Н}

Нужно, чтобы сила трения была не меньше $0{,}1\text{ Н}$ .

Итог

ускорение бусинки: $5\text{ м/с}^2$ вниз;
сила натяжения нити: $0{,}05\text{ Н}$ ;
чтобы бусинка не соскальзывала, сила трения должна быть: $0{,}1\text{ Н}$ .

Ответы на вопрос

1. Ускорение бусинки

2. Сила натяжения нити

3. Какая сила трения нужна, чтобы бусинка не соскальзывала?

Итог

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика