Үстелдегі массасы 3 кг білеу (μ = 0,1) блок арқылы массасы 2 кг жүкпен жіппен байланған. Үдеу мен жіптің керілуін табыңыз — Физика есептері | PhysLabo
Loading...

Үстелдегі білеу және блок арқылы ілінген жүк

Орташа 10-сынып Механика / Ньютон заңдары

Массасы $m_1 = 3$ кг білеу көлденең үстелде жатыр және қозғалмайтын блоктан асыра салынған жеңіл серпімсіз жіппен массасы $m_2 = 2$ кг жүкке байланған (суретті қараңыз). Білеудің үстелмен үйкеліс коэффициенті $\mu = 0{,}1$. Блок пен жіптің массасын және блоктағы үйкелісті ескермеңіз. Денелердің үдеуін және жіптің керілу күшін табыңыз. $g = 10$ м/с² деп алыңыз.

Үстелдегі m₁ білеуі блок арқылы ілулі m₂ жүгімен жіппен жалғанған; екі денеге әсер ететін күштер мен үдеулер көрсетілген
Берілгені
  • $m_1 = 3$ кг
  • $m_2 = 2$ кг
  • $\mu = 0{,}1$
  • $g = 10$ м/с²
  • $a = ?$
  • $T = ?$
Кеңестер
Кеңес 1 / 2
Әр денеге әсер ететін күштерді сызып, Ньютонның екінші заңын білеуге (үстел бойымен) және жүкке (тік бағытта) бөлек жазыңыз.
Кеңес 2 / 2
Жіп созылмайды, блок идеал: үдеулердің модулі бірдей, блоктың екі жағында керілу күші бірдей. Екі теңдеуді қосыңыз — $T$ қысқарады.
Шығару жолы

Жіп созылмайды, ал блок массасыз әрі үйкеліссіз, сондықтан екі дене де модулі бірдей $a$ үдеумен қозғалады, ал $T$ керілу күші жіптің бойында бірдей. Білеу оңға қарай жүреді, жүк төмен түседі.

Білеу мен жүкке әсер ететін күштер және таңдалған остер
Білеу мен жүкке әсер ететін күштер және таңдалған остер

1. Білеу, ось үстел бойымен. Тік бағытта $N = m_1 g$, сондықтан $F_{үйк} = \mu m_1 g$:

$$m_1 a = T - \mu m_1 g$$

2. Жүк, ось төмен қарай:

$$m_2 a = m_2 g - T$$

3. Теңдеулерді қосамыз — керілу күші қысқарады:

$$(m_1 + m_2)\,a = m_2 g - \mu m_1 g \;\Rightarrow\; a = \frac{m_2 g - \mu m_1 g}{m_1 + m_2} = \frac{20 - 3}{5} = 3{,}4 \text{ м/с}^2$$

4. Керілу күшін жүк теңдеуінен табамыз:

$$T = m_2 (g - a) = 2 \cdot (10 - 3{,}4) = 13{,}2 \text{ Н}$$

Тексеру білеу бойынша: $T = m_1 a + \mu m_1 g = 10{,}2 + 3 = 13{,}2$ Н — дұрыс.

Жауап

$a = 3{,}4$ м/с², $T = 13{,}2$ Н