Задание №7382 ЕГЭ по Физике

Дано: M = 200 г = 0,2 кг; m = 40 г = 0,04 кг

Найти: F - ?

Обоснование:
Движение происходит в инерциальной системе отсчёта, поэтому можно применять второй закон Ньютона для описания движения грузов. Нить, которая связывает тело массой M и тело массой M + m с перегрузком, является невесомой. Следовательно, на оба тела действует со стороны нити одинаковая по модулю сила натяжения нити. Кроме того, нить нерастяжима, поэтому оба тела движутся с одинаковым ускорением. В неподвижном блоке отсутствует сила трения, следовательно, для описания движения тел можно применять второй закон Ньютона под действием силы тяжести и силы натяжения нити, действующих на каждое тело.

Решение:
Сделаем рисунок:

Запишем на основании второго закона Ньютона уравнения движения для обоих грузов в проекции на вертикальную ось, направленную вниз:


Здесь через a₁ и a₂ обозначены проекции ускорений грузов M и (M + m) на вертикальную ось, а через T₁ и T₂ — проекции сил натяжения нити на ту же ось.

В силу условия задачи из-за нерастяжимости нити a₁ = −a₂ = −a, а из-за невесомости блока и нити и отсутствия трения T₁ = T₂ = T. Кроме того, в силу третьего закона Ньютона F = F' = 2T (здесь F' — сила, действующая на блок со стороны его оси). 

Подставляя числовые данные и проверяя размерность, имеем:

Ответ: 4,36 Н

Источник: NeoFamily