Динамика: Мальчик поднимает вверх гирю массой 10 кг,... — задача

Условие, ответ и разбор задачи

Механика: анализ утвержденийЕГЭ прошлых летПрофиматика

Мальчик поднимает вверх гирю массой 10 кг, действуя на неё постоянной силой 120 Н, направленной вертикально вверх. Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения.

1. Сила, с которой гиря действует на мальчика, равна 100 Н и направлена вертикально вниз.

2. Гиря действует на руку мальчика с силой 120 Н, направленной вертикально вниз.

3. Равнодействующая сил, действующих на гирю, равна 20 Н и направлена вертикально вверх.

4. Ускорение гири равно 8 м/с

^2

.

5. Если мальчик приложит к гире силу 102 Н, направленную вертикально вверх, он не сможет её поднять.

Ответ:

Решение

1. Неверно. По 3-му закону Ньютона тела взаимодействуют с силами, равными по модулю. По условию мальчик действует на гирю постоянной силой 120 Н, поэтому гиря действует на мальчика с силой 120 Н.

2. Верно. В пункте 1 было найдено значение силы, с которой гиря действуют на мальчика. В следствие притяжения к Земле гиря действуют на руку мальчика силой веса, направленной вниз.

3. Верно. На гирю действуют две силы: сила тяжести

\vec F_\text{тяж}=m\vec g

(

m=10

кг — масса гири), направленная вниз, и сила

\vec F

, с которой мальчик поднимает гирю. Чтобы найти равнодействующую силу

\vec F_\text{р}

, необходимо сложить векторно эти силы:

\vec F_\text{р}=\vec F+m\vec g.

В проекциях на вертикальную ось, направленную вверх:

F_\text{р}=F-mg,

F_\text{р}=120-10\cdot10=20\text{ Н}.

4. Неверно. По 2-му закону Ньютона для гири можно записать

\vec a =\frac{\vec F_\text{р}}{m},

что также верно по модулю

a=\frac{F_\text{р}}{m}=\frac{20}{10}=2\;\frac{\text{м}}{\text{c}^2}.

5. Неверно. Чтобы поднять гирю, достаточно приложить к ней силу, равную силе тяжести, действующей на гирю, то есть 100 Н. Если приложить к гире силу 102 Н, направленную вверх, гиря будет двигаться с небольшим ускорением.

Динамика: Мальчик поднимает вверх гирю массой 10 кг,... — задача

Похожие задачи