К лежащему на горизонтальном столе бруску массой 3 кг

Обновлено: 04.05.2024

Два соприкасающихся бруска лежат на горизонтальном столе, по которому они могут скользить без трения. Масса первого бруска 2 кг, второго – 3 кг. Один из брусков толкают с силой 10 Н. Определить силу, с которой бруски давят друг на друга, если сила приложена к первому бруску.

Задача №2.1.70 из «Сборника задач для подготовки к вступительным экзаменам по физике УГНТУ»

Решение задачи:

На первый брусок вдоль оси $x$ действует внешняя сила $F$ и сила $N$ со стороны второго бруска. На второй брусок действует только одна сила – сила $N$ со стороны первого бруска.

Силы, действующие вдоль оси $y$, нас не интересуют.

Понятно, что бруски при приложении внешней силы $F$ будут двигаться с одинаковым ускорением $a$. Запишем второй закон Ньютона для обоих брусков в проекции на ось $x$.

Сложим вместе выражения (1) и (2) системы, а из получившейся формулы выразим ускорение $a$.

Подставим полученную формулу для ускорения в выражение (2) системы.

Ответ: 6 Н.

Если Вы не поняли решение и у Вас есть какой-то вопрос или Вы нашли ошибку, то смело оставляйте ниже комментарий.

Смотрите также задачи:

Добрый день.Помогите решить
На горизонтальной плоской поверхности расположены два соприкасающихся бруска
с массами = 1 m 2 кг и = 2 m 3 кг. Второй брусок толкают с силой
= 0F 10 Н (рисунок). Найти силу, с которой бруски давят друг на
друга, если коэффициент трения между первым бруском и
плоскостью 0,1, а между вторым бруском и плоскостью
0,2.

Ваша задача решается практически таким же образом, разве что в Вашем случае появляются силы трения скольжения. Доказывать, что сила $F$ заставит ускоренно двигаться бруски, я не буду (если интересно – Вам нужно сравнить силу $F$ и сумму максимальных сил трения покоя, которые действуют на каждый брусок). Итак, запишем для каждого груза второй закон Ньютона в проекции на горизонтальную ось:\[\left\< \begin
F – N – > = a \hfill \\
N – > = a \;\;\;\;(1)\hfill \\
\end \right.\]Чтобы найти ускорение, сложим оба этих уравнения:\[F – > – > = \left( <+ > \right)a\]Распишем силы трения скольжения:\[F – <\mu _1>g – <\mu _2>g = \left( <+ > \right)a\]\[a = \fracg – <\mu _2>g>> <<+ >>\]Силу взаимодействия между брусками проще всего найти из уравнения (1):\[N = a + >\]Тогда:\[N = \fracg – <\mu _2>g>> <<+ >> + <\mu _1>g\]\[N = \frac <m_1^2g – <\mu _2>g>> <<+ >> + \frac<<<\mu _1>g\left( <+ > \right)>> <<+ >>\]\[N = \frac <m_1^2g – <\mu _2>g + <\mu _1>m_1^2g + <\mu _1>g>> <<+ >>\]\[N = \frac <– <\mu _1>> \right)g>> <<+ >>\]Определим численный ответ:\[N = \frac \right) \cdot 2 \cdot 3 \cdot 10>>> = 2,8\;Н\]

Здравствуйте, а если у нас будет 3 бруска, то получается, что сила реакции третьего бруска будет направлена ко второму бруску и, записывая уравнение, мы получаем m3a = -N, но по идеи он должен тоже двигаться вправо, и получается вопрос – какая ещё на него будет действовать сила?
Зараннее спасибо за ответ.

Если Вы третий груз поставите справа от двух, изображенных на рисунке, то со стороны второго груза на него будет действовать сила $N_1$, направленная вправо, которая и заставляет его двигаться вправо.

izvinite kopirovanni tekst iz uslovii ne otpravilos.
ia xotel popravit v tekste na brusok 2kg .
kak vi sChitaite?
bolshim uvajeniem.
gocha

К лежащему на горизонтальном столе бруску массой 3 кг

Тип 30 № 25738

На горизонтальном шероховатом столе лежит брусок массой m₁ = 2 кг, соединённый через систему идеальных блоков невесомой и нерастяжимой нитью с грузом массой m₂ = 3 кг, висящим на высоте h = 2 м над столом (см. рис.). Груз начинает движение без начальной скорости и абсолютно неупруго ударяется о стол. Какое количество теплоты Q выделяется при этом ударе? Коэффициент трения бруска о стол равен μ = 0,25.

Какие законы Вы используете для описания движения системы тел и блоков? Обоснуйте их применение к данному случаю.

Обоснование. Тела движутся поступательно. Поэтому их можно считать материальными точками. На первое тело действуют сила тяжести, сила трения, сила реакции опоры, сила натяжения нити; на второе тело действуют сила тяжести и сила натяжения нити. В инерциальной системе отсчета для каждого тела можно применить второй закон Ньютона.

В силу нерастяжимости нити силы натяжения, действующие на каждое из тел, равны по модулю.

Так как нить невесома, то оба тела движутся с одинаковым ускорением.

Так как в блоках отсутствует сила трения, равнодействующие сил, действующих на каждое тело, постоянны, следовательно, движение тел равноускоренное. Поэтому возможно применение законов прямолинейного равноускоренного движения.

Поскольку удар одного из тел о стол является абсолютно неупругим, то система «тела – Земля» не является замкнутой. В инерциальной системе отсчета можно применить закон превращения энергии для незамкнутой системы тел.

Перейдем к решению.

1. На груз массой m₂ действует силы тяжести а вверх — сила натяжения нити T, которая в силу условия задачи одинакова вдоль всей нити. На брусок массой m₁ вправо действует сила T, а влево — сила трения скольжения μm₁g. По вертикали на него действуют равные силы реакции опоры N и тяжести m₁g.

2. В силу нерастяжимости нити модули ускорений обоих тел одинаковы и равны a. Запишем уравнения движения тел в проекциях на вертикальную и горизонтальную оси: Сложив уравнения, находим ускорение:

3. Скорости обоих тел в момент удара груза о стол находим по известной кинематической формуле, зная путь h, пройденный ими:

4. При абсолютно неупругом ударе вся кинетическая энергия второго груза выделится в виде тепла

В обосновании возможности использования законов (закономерностей) допущена ошибка.

I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом;

II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов);

III) проведены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допуcкается решение «по частям» с промежуточными вычислениями);

Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объёме или отсутствуют.

В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения (не зачёркнуты; не заключены в скобки, рамку и т.п.).

В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги.

Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи.

В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения данной задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.

-->

Четыре одинаковых кирпича массой 3 кг каждый сложены в стопку (см. рис.). На сколько увеличится сила N, действующая со стороны горизонтальной опоры на 1-й кирпич, если сверху положить ещё один такой же кирпич? Ответ выразите в ньютонах.

Тележка массой 0,1 кг удерживается на наклонной плоскости с помощью нити (см. рис.). Чему равна сила натяжения нити? (Ответ дайте в ньютонах.)

На полу лифта, разгоняющегося вверх с постоянным ускорением лежит груз массой 5 кг. Каков вес этого груза? Ответ выразите в ньютонах.

Тело массой 2 кг движется вдоль оси Ox. На рисунке представлен график зависимости проекции скорости υ_x этого тела от времени t. Чему равен модуль проекции силы F_x, действующей на это тело в течение первой секунды движения? (Ответ дайте в ньютонах.)

Точечное тело массой 0,5 кг свободно движется по гладкой горизонтальной плоскости параллельно оси Ox со скоростью V = 4 м/с (см. рис., вид сверху). В момент времени t = 0, когда тело находилось в точке A, на него начинает действовать сила модуль которой равен 1 Н. Чему равна координата этого тела по оси Ох в момент времени t = 4 с? (Ответ дайте в метрах.)

Лифт массой 800 кг, закрепленный на тросе, поднимается вертикально вверх. На рисунке изображен график зависимости модуля скорости V лифта от времени Чему равна сила натяжения троса? Ответ выразите в ньютонах. Ускорение свободного падения примите равным 10 м/с 2 .

К бруску массой m₁ = 3 кг, находящемуся на закреплённой наклонной шероховатой плоскости, приложена сила F = 12 Н, направленная вдоль плоскости, как показано на рисунке. При этом брусок движется вверх с ускорением. На какую величину изменится ускорение бруска, если, не изменяя модуля и направления силы заменить брусок на другой — из того же материала, но массой ? Ответ выразите в метрах на секунду в квадрате.

Кубик массой M = 1 кг, сжатый с боков пружинами (см. рис.), покоится на гладком горизонтальном столе. Первая пружина сжата на 4 см, а вторая сжата на 3 см. Жёсткость первой пружины k₁ = 600 Н/м. Чему равна жёсткость второй пружины k₂? Ответ выразите в ньютонах на метр.

Груз массой 100 кг поднимают вертикально вверх с помощью троса. На рисунке приведена зависимость проекции скорости V груза на ось, направленную вертикально вверх, от времени t. Определите модуль силы натяжения троса в течение подъёма. Ответ выразите в ньютонах.

По горизонтальной шероховатой поверхности равномерно толкают ящик массой 20 кг, прикладывая к нему силу, направленную под углом 30° к горизонтали (сверху вниз). Модуль силы равен 100 Н. Чему равен модуль силы, с которой ящик давит на поверхность?

Три бруска массами m, 2m и 3m с помощью невесомых нерастяжимых нитей 1, 2 и 3 соединены между собой и прикреплены к потолку (см. рис.). Система находится в равновесии. Чему равно отношение модулей сил натяжения нитей 1 и 2?

Брусок массой 100 г перемещают с постоянной скоростью вертикально вниз вдоль шероховатой вертикальной стены, действуя на него силой Эта сила равна по модулю 5 Н и направлена под углом α = 30° к горизонтали так, как показано на рисунке. Чему равен модуль силы трения, действующей на брусок?

Небольшое тело массой 0,15 кг движется вдоль оси OX по инерции со скоростью 2 м/с. К этому телу прикладывают постоянную силу, направленную вдоль оси OX. Чему равен модуль этой силы, если под её действием скорость тела за 3 с возросла до 6 м/с? Ответ дайте в ньютонах.

Конический маятник представляет собой маленький шарик, закреплённый на нити, который совершает вращательное движение по окружности в горизонтальной плоскости. Нить маятника составляет угол 60° с вертикалью, линейная скорость шарика 3 м/с. Определите длину нити этого маятника. Ответ дайте в сантиметрах.

Точечное тело массой 2 кг покоится на гладкой горизонтальной плоскости XOY. На тело начинает действовать сила, направленная вдоль оси OX, и равная по модулю 2 Н. Через 2 с действие этой силы прекращается, и в тот же момент на тело начинает действовать сила, направленная вдоль оси OY, и равная по модулю 3 Н. Далее эта сила не изменяется. Чему равна проекция ускорения тела на ось OX через 3 с после начала движения? Ответ дайте в метрах на секунду в квадрате.

Тип 6 № 8857

К железному бруску массой 7,8 кг привязали тонкую невесомую нерастяжимую нить, которую перекинули через неподвижный идеальный блок, а сам брусок целиком погрузили в воду (см. рис.). Свободный конец нити удерживают, действуя на него с некоторой силой так, что брусок находится в равновесии. Установите соответствие между физическими величинами и их численными значениями, выраженными в указанных единицах. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

А) модуль силы натяжения нити, Н

Б) объём бруска, дм 3

Зная массу железного бруска, можем найти его объем:

Запишем второй закон Ньютона для бруска:

Найдем отсюда модуль силы натяжения нити:

Тип 6 № 8899

К алюминиевому бруску массой 5,4 кг привязали тонкую невесомую нерастяжимую нить, которую перекинули через неподвижный идеальный блок, а сам брусок целиком погрузили в воду (см. рис.). Свободный конец нити удерживают, действуя на него с некоторой силой так, что брусок находится в равновесии. Установите соответствие между физическими величинами и их численными значениями, выраженными в указанных единицах. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

Зная массу алюминиевого бруска, можем найти его объем:

Аналоги к заданию № 8857: 8899 Все

Задания Д28 C1 № 3409

Брусок массой М = 300 г соединен с грузом массой m = 200 г невесомой и нерастяжимой нитью, перекинутой через невесомый блок (см. рис.). Брусок скользит без трения по неподвижной наклонной плоскости, составляющей угол 30° с горизонтом. Чему равно ускорение груза m? Ответ приведите в метрах на секунду в квадрате.

Поскольку нить нерастяжимая, бруски двигаются с одинаковым ускорением. Невесомость нити означает, что натяжение нити постоянно по всей ее длине, а значит, нить действует на бруски с одинаковой по величине силой Выпишем второй закон Ньютона для бруска массой M в проекции на ось, направленную вверх вдоль наклонной плоскости: Для второго бруска выпишем второй закон Ньютона в проекции на вертикальную ось, направленную вниз: Решая систему из двух последних уравнений, находим выражение для ускорения

почему силы натяжения равны?

Из-за невесомости нити. Полная сила на нить должна быть равна нулю, иначе у нее будет бесконечное ускорение. В полную силу входят силы со стороны брусков и со стороны блока.

В законе Ньютона для второго бруска есть ошибка: раз большой брусок скатывается вниз с ускорением, значит и у второго бруска ускорение направлено вверх, тогда получается, что T-mg=ma.

Большой брусок едет вверх по склону.

Не понятно в какую сторону движется большой брусок и груз если читать условие задачи. Вот вы написали вверх по склону. Хотелось бы понять почему?

Например, можно сравнить и что больше — тот груз и перевесит. Если задача составлена так, что таких соотношений не составить, тогда направление ускорения выбирается произвольно и в конце решения знак проекции покажет, угадано ли верно направление. Если бы в данном решении получилось, что то был бы сделан вывод, что большой груз движется вниз по склону.

Задания Д28 C1 № 3411

Брусок массой М = 300 г соединен с бруском массой m = 200 г невесомой и нерастяжимой нитью, перекинутой через невесомый блок (см. рис.). Чему равен модуль ускорения бруска массой 200 г? Ответ приведите в метрах на секунду в квадрате.

Поскольку нить нерастяжимая, бруски двигаются с одинаковым ускорением. Невесомость нити означает, что натяжение нити постоянно по всей её длине, а значит, нить действует на бруски с одинаковой силой Выпишем второй закон Ньютона для брусков в проекции на вертикальную ось, направленную вверх:

Решая систему из двух уравнений, находим выражение для ускорения

Тип 6 № 8001

На гладком горизонтальном столе брусок массой М, прикреплённый к вертикальной стене пружиной жёсткостью k, совершает гармонические колебания с амплитудой А (см. рис.). Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым их можно рассчитать.

К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

А) период колебаний груза

Б) амплитуда скорости груза

Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:

Период колебаний пружинного маятника равна (А — 1).

Максимальная потенциальная энергия пружины равна максимальной кинетической энергии Из равенства следует, что амплитуда скорости груза равна (Б — 4).

Задания Д29 C2 № 10201 Задания Д29 C2 № 10270

На горизонтальном шероховатом столе лежит брусок массой m₁ = 1 кг, соединённый через систему идеальных блоков невесомой и нерастяжимой нитью с грузом массой m₂ = 2 кг, висящим на высоте h = 1,5 м над столом (см. рис.). Груз начинает движение без начальной скорости и абсолютно неупруго ударяется о стол. Какое количество теплоты Q выделяется при этом ударе? Коэффициент трения бруска о стол равен μ = 0,3.

Аналоги к заданию № 10201: 10270 Все

Почему ничего не выходит, если просто из потенциальной энергии второго груза вычесть работу силы трения первого груза?

Потому что надо вычесть ещё кинетическую энергию первого груза:

Разделы

Дополнительно

Задача по физике - 843

К потолку над горизонтальным столом подвешена пружина. Если к её концу прикрепить груз и дождаться установления равновесия, груз окажется на столе в случае, если его масса $m$ превосходит значение $m_ <0>= 400 г$. С какой силой $F$ груз массой $m > m_<0>$ будет давить на стол? Размерами груза по сравнению с растяжением пружины можно пренебречь. Отношение действующей на груз силы тяжести к массе груза (эта величина называется ускорением свободного падения) $g =10 Н/кг = 10 м/с^$. Решите задачу в общем случае и при $m =1 кг$.

Задача по физике - 847

Парафиновая свечка горит так, что её длина уменьшается со скоростью $u = 5 \cdot 10^ <-5>м/с$, а испаряющийся парафин полностью сгорает, не стекая вниз. Свечка плавает в широком сосуде с водой. Её слегка поддерживают в вертикальном положении, чтобы она не опрокидывалась. С какой скоростью $v$ свечка движется относительно сосуда во время сгорания? Плотность воды $\rho_ = 1000 кг/м^$, плотность парафина $\rho_ = 900 кг/м^$.

Задача по физике - 850

Коробка массой $M$ подвешена на нитке к потолку комнаты (см. рисунок). Внутри коробки на лёгкой пружине подвешен груз массой. Нитку пережигают. Найдите ускорения груза и коробки сразу после пережигания нити. Ускорение свободного падения равно g.

Задача по физике - 851

Задача по физике - 853

В открытой прямоугольной коробке сидит кузнечик, который умеет прыгать с начальной скоростью $V_<0>= 3 м/с$ под любым углом к горизонту. На какой минимальный угол к горизонту нужно наклонить коробку, чтобы кузнечик смог из неё выпрыгнуть? Считать, что каждая грань коробки является квадратом со стороной $h = 52 см$. Ускорение свободного падения $g =10 м/с^$. Сопротивлением воздуха пренебречь.

Задача по физике - 854

Железный кубик со стороной $a$ подвешен на пружине жёсткостью $k$. В начальный момент кубик касается нижней горизонтальной гранью поверхности воды в сосуде. В сосуд начинают медленно доливать воду так, что её уровень поднимается со скоростью $V_<1>$. С какой скоростью $V_$ относительно сосуда будет при этом двигаться кубик? Плотность воды равна $\rho$, ускорение свободного падения равно $g$.

Задача по физике - 855

Лёгкая доска подвешена за края на двух пружинах жёсткостью $k$, к другим концам которых прикреплены нерастяжимые нити, перекинутые через неподвижные блоки и соединённые с грузами 1 и 2 массой $M$ каждый (см. рисунок). На середине доски лежит шайба массой $0,01M$; к доске снизу под шайбой подвешен груз 3 массой $1,99M$. В некоторый момент времени нить, связывающая доску и груз 3, обрывается. На какую максимальную высоту относительно своего первоначального положения подскочит шайба? Нити, блоки и пружины считать невесомыми, трение отсутствует, ускорение свободного падения равно $g$.

Задача по физике - 856

Горизонтально расположенный цилиндрический сосуд с теплопроводящими стенками, заполненный аргоном плотностью $\rho = 1,7 кг/м^<3>$, закрыт подвижным поршнем и находится в комнате. Площадь поршня равна $S = 400 см^$, расстояние от левого края цилиндра до поршня равно $h = 50 см$ (см. рисунок). В сосуде ко дну на нити прикреплён шар объёмом $V_ = 1000 см^<3>$, сделанный из тонкого нерастяжимого и теплопроводящего материала и заполненный гелием; масса шара с гелием равна $m = 1,2 г$. После того, как протопили печь, и воздух в комнате прогрелся, поршень переместился вправо на расстояние $\Delta h = 3 см$. Найдите изменение $\Delta N$ силы натяжения нити, удерживающей шар. Ускорение свободного падения $g = 10 м/с^$.

Задача по физике - 859

Явление застоя заключается в том, что максимальная сила трения покоя при контакте двух тел немного больше, чем сила трения скольжения. Для изучения этого явления провели следующий опыт. К лежащему на горизонтальном столе бруску массой $m$ прикрепили пружину жёсткостью $k$. Свободный конец пружины начали прямолинейно, равномерно и очень медленно перемещать, удаляя его от бруска. В этом опыте брусок двигался скачками, перемещаясь на протяжении одного скачка всё время в одном направлении на расстояние $s$. Найдите максимальную силу трения покоя $F$ между столом и бруском. Коэффициент трения скольжения бруска о стол $\mu$ не зависит от скорости. Ускорение свободного падения равно $g$.

Задача по физике - 864

Рычаг подвешен к системе блоков так, что точки подвеса делят его в отношении $a : b : c$ (см. рисунок). Блоки, рычаг и нити невесомы, трения нет. Каково отношение масс грузов $m_<1>$ и $m_$, если система находится в равновесии?

Задача по физике - 867

Человек поднялся вдоль верхнего участка стены здания на высоту $h = 2 м$ с помощью системы, состоящей из груза массой $m = 25 кг$, нерастяжимой верёвки, трёх блоков и люльки, прикреплённой одному из блоков (см. рисунок). В начальный момент вся система вместе с человеком была неподвижна. Когда человек поднимался, конец верёвки в его руках двигался относительно стены со скоростью $v = 1,2 м/с$. Сколько времени длился подъём? Какую работу совершил человек? Блоки, люлька и верёвка невесомы, трения нет, ускорение свободного падения $g =10 м/с^<2>$.

Задача по физике - 872

Небольшой груз массой $m$, привязанный нитью длиной $l$ к платформе (см. рисунок), движется по гладкой поверхности стола со скоростью $v$, описывая окружность. Нить невесома и нерастяжима и образует угол $\alpha$ с вертикалью. Платформа начинает двигаться вверх с ускорением $\vec$; при этом вначале груз не отрывается от стола. Найдите величины действующих на груз сил натяжения нити $T$ и реакции стола $N$ сразу после начала движения платформы.

Задача по физике - 876

На горизонтальном столике лежит маленькая шайба массой $m = 100 г$. Столик покрыт такой смазкой, что при движении шайбы со скоростью $v$ возникает сила вязкого трения, равная $\vec_ = - \gamma \vec$, где $\gamma = 0,4 кг/с$. Сухого трения нет. На шайбу начинают действовать силой, вектор которой вращается в горизонтальной плоскости с угловой скоростью $\omega = 3 рад/с$, а модуль не меняется со временем и равен $F = 0,3 Н$. В установившемся режиме шайба движется с постоянной скоростью по окружности. Найдите её радиус $R$.

Задача по физике - 879

Участок гибкого провода массой $m$ подвешен так, что его концы закреплены на одинаковой высоте (см. рисунок). Провод находится в однородном горизонтальном магнитном поле с индукцией $B$, и по нему течёт ток $I$. Силы, действующие на провод в точках подвеса, образуют угол $\alpha$ с горизонтом. Найдите силу $T$ натяжения провода в его нижней точке. Размеры $L$ и $h$ известны.

Задача по физике - 926

Лёгкий самолёт может планировать с выключенным мотором с минимальной постоянной горизонтальной скоростью $150 км/ч$ под углом $5^< \circ>$ к горизонту (при попытке уменьшить скорость или угол самолёт свалится в штопор). Оцените, какую минимальную силу тяги должен создавать движитель самолёта, чтобы он мог взлететь с полосы. Масса самолёта $M= 2 т$. Считайте, что корпус самолёта всегда параллелен направлению его скорости.

Читайте также: