какую силу нужно приложить к тросу а
757. Отвечая у доски по теме «Неподвижные блоки», ученик сделал рисунок (рис. 215), где нужно было показать, что с помощью веревки и блока уравновешены два груза. Какую ошибку он допустил в рисунке?
Нить правого груза должна быть натянута.
758. Объясните, зачем пользуются неподвижным блоком, ведь выигрыша в силе он не дает. Где его удобно использовать?
Неподвижный блок позволяет изменять направление прикладываемой силы.
759. Каковы должны быть показания динамометров в положениях А и В (рис. 216)? (Груз не движется.)
Показания динамометров должны быть одинаковыми, так как неподвижный блок не дает выигрыш в силе. Они показывают 20Н.
760. Через неподвижный блок перекинута цепь (рис. 217). В каком случае динамометр будет показывать меньшую силу при равномерном подъёме груза? Почему?
Динамометр будет показывать меньшую силу во втором случае, так как в первом вместе с грузом приходится поднимать большую часть цепи.
761. В какой из систем неподвижных блоков (рис. 218) надо приложить большую силу для подъема одного и того же груза, если трение в каждом из блоков одинаковое?
В системе № 1, поскольку здесь больше блоков, а трение в каждом блоке одинаково.
762. На рисунке 219 динамометр А показывает силу 20 Н. Что должен показать динамометр В?
20Н, так как и в первом, и во втором случае силы, действующие на динамометр равны.
763. Как легче подниматься вверх: лезть по веревке или поднимать себя при помощи блока (рис. 220)?
Поднимать себя при помощи блока легче примерно в 2 раза.
764. Будет ли система, состоящая из рычага и блока (рис. 221), находиться в равновесии?
Да, так как моменты сил, действующие на рычаг, равны.
765. Для подъема одного и того же груза используют две системы блоков (рис. 222, 1, 2). Равные ли силы надо приложить в точках А, если трение в каждом блоке одинаково, а вес подвижного блока много меньше веса груза? Ответ объясните.
В системе № 1 используется подвижный блок, дающий выигрыш в силе в 2раза. Поэтому в этой системе приложенная сила должна быть примерно в два раза меньше, чем в системе №°2.
766. Определите показание динамометра (рис. 223), если вес каждого шарика равен 10 Н. Рычаг находится в равновесии. (Весом блока пренебречь.)
767. На рисунке 224 показано одно из чудес древних египетских жрецов. Как только на жертвеннике загорался огонь, двери храма раскрывались. Объясните, на чем основано это чудо. (В жертвеннике воздух. Жертвенник при помощи трубы соединен с кожаным мешком.)
При загорании огня воздух в алтаре расширялся и раздувал кожаный мешок. Под действием груза, подвешенного слева, канат раскручивался, поворачивая столбы, на которых укреплены двери.
768. Какой наибольший груз может приподнять мальчик, масса которого равна 42 кг, пользуясь одним подвижным и одним неподвижным блоком (рис. 225)?
769. При помощи неподвижного блока поднимают из воды гранитную плиту объемом 0,03 м3. Какую силу прилагают рабочие, когда плита находится в воде; над поверхностью воды? (Трение не учитывать.)
770. Вес подвижного блока равен 1,2 Н. Его груз весит 6 Н (рис. 226). Чему будет равно показание динамометра при равномерном подъеме груза? (Трение не учитывать.)
771. Груз какой массы можно поднять с помощью подвижного блока, вес которого 20 Н, прилагая к свободному концу веревки усилие 210 Н, если не учитывать трение?
772. Груз какого веса надо прикрепить к свободному концу троса, чтобы система блоков (рис. 227) находилась в равновесии? (Трением и весом блоков пренебречь.)
773. Какую силу надо приложить к свободному концу троса А, чтобы трос, перекинутый через неподвижный блок, был натянут с силой 4000 Н (рис. 228)?
774. На концах невесомой нерастяжимой нити, перекинутой через легкий неподвижный блок, подвешены два груза, массы которых равны 100 и 200 г. В начальный момент времени грузы покоятся на высоте 2 м от пола. Пренебрегая трением, определите ускорение грузов, натяжение нити при движении грузов и время, за которое груз массой 200 г достигнет пола.
775. Гиря массой 500 г соединена с другой гирей массой m2 легкой нерастяжимой нитью, перекинутой через невесомый блок. Чему должна быть равна масса второй гири, чтобы первая гиря двигалась вверх с ускорением 2,4 м/с2; первая гиря двигалась бы вниз с тем же ускорением? (Трением можно пренебречь.)
776. Две гири А и В массами по 1 кг соединены легкой нерастяжимой нитью, перекинутой через блок (рис. 229). Найдите ускорение, с которым движутся гири; силу натяжения нити. (Трением можно пренебречь.)
777. На наклонной плоскости с углом 30° при основании лежит брусок массой 1 кг (рис. 230). Гиря такой же массы присоединена к бруску с помощью невесомой нерастяжимой нити, перекинутой через легкий блок. Определите ускорение, с которым движутся оба тела, и силу натяжения нити. (Трением можно пренебречь.)
778. Два тела соединены невесомой нерастяжимой нитью, перекинутой через легкий блок (рис. 229). Масса тела В равна 2 кг. Коэффициент трения тела В о горизонтальную поверхность равен 0,1. Какой массой обладает тело А, если оба тела движутся равномерно?
779. К пружинным весам (рис. 231) подвешен блок. Через блок перекинут нерастяжимый шнур, к концам которого привязаны грузы массами 1 и 2 кг.
Какой вес будут регистрировать пружинные весы во время движения грузов? (Весом блока и шнура пренебречь.)
780. При помощи подвижного блока поднимают груз на высоту 4 м, прилагая силу 100 Н. Вес блока равен 20 Н, а вес груза 165 Н. Какую дополнительную работу надо совершить, чтобы с помощью указанного блока поднять груз на высоту 4 м?
781. На опоре стоит рабочий и с помощью блока равномерно поднимает груз, вес которого равен 480 Н (рис. 232). Вычислите давление, производимое рабочим на опору, если его вес 720 Н, а площадь ступней составляет 320 см2. (Трением и весом блока можно пренебречь.)
782. Поднимая при помощи подвижного блока ведро с песком весом 200 Н на высоту 5 м, производят работу1020 Дж. Какой процент составляет энергия, которая была затрачена непроизводительно?
783. Какую силу надо приложить к тросу А (рис. 233), чтобы трос В был натянут с силой 1 кН?
Система этих блоков дает выигрыш в силе в 4 раза. Следовательно, к тросу надо прикладывать в четыре раза меньшую силу, т.е. 250 Н.
784. С какой силой натянут трос А, если вес груза равен 100 Н (рис. 234)?
Система этих блоков дает проигрыш в силе в 4 раза. Следовательно, к тросу надо прикладывать в четыре раза большую силу, т.е. 400 Н.
Второй закон Ньютона
Решебник к сборнику задач по физике для 7- 9 классов, Перышкин А.В.
1514. На рисунке 191 схематично изображена повозка массой 20 кг, которую тянут силой 5 Н. Чему равно ускорение повозки? Трение не учитывать.
1515. Если повозку из предыдущей задачи тянуть силой 4 Н, то ее ускорение будет 0,3 м/с2. Чтобы ускорение повозки стало 1,2 м/с2, с какой силой нужно ее тянуть в том же направлении? Трение не учитывать.
1516. Сумка на колесиках массой 10 кг движется с ускорением 0,4 м/с2 под действием некоторой силы. Какой массы груз нужно положить в сумку, чтобы под действием той же силы ускорение сумки стало 0,1 м/с2? Трение не учитывать.
1517. Под действием некоторой силы игрушечный грузовик, двигаясь из состояния покоя, проехал 40 см. Малыш положил на грузовичок игрушку массой 200 г, и под действием той же силы за то же время грузовик проехал из состояния покоя путь 20 см. Какова масса грузовичка? Трение не учитывать.
1518. Шар для боулинга массой 4 кг движется со скоростью 4 м/с. В течение времени, за которое шар перемещается на расстояние, равное 4 м, на него действует сила, равная 4,5 Н. Направление силы совпадает с направлением перемещения шара. Какой станет его скорость? Каков характер движения?
1519. Решите предыдущую задачу для случая, когда направление силы противоположно направлению перемещения.
1520. Тело массой 2 кг движется под действием некоторой силы. Закон изменения скорости тела имеет вид: Vх = 0,2t. Какова сила, действующая на тело?
1521. Движение тела массой 12 кг под действием силы F1 описывается графиком зависимости проекции скорости от времени (рис. 192). Найдите проекцию силы Fх на каждом этапе движения. Постройте график зависимости проекции силы от времени Fx(t).
1522. Двое учеников тянут динамометр в противоположные стороны с силой 80 Н каждый. Что показывает динамометр?
1523. Ящик массой 2 кг поднимается на веревке вертикально вверх (рис. 193). Какую силу необходимо приложить к веревке, чтобы груз поднимался:
а) равномерно;
б) с ускорением 2 м/с2?
1524. Канат выдерживает подъем с некоторым ускорением груза массой 200 кг и опускание с тем же по модулю ускорением груза массой 300 кг. Какой максимальной массы груз можно поднимать (опускать) на этом канате с постоянной скоростью?
1525. В недеформированном состоянии длина пружины равна 0,2 м. К ней подвесили груз массой 1,5 кг (рис. 194). Определите длину растянутой пружины, если ее жесткость 196 Н/м.
1526. Какой длины будет пружина из предыдущей задачи, если она с тем же грузом будет находиться в лифте, движущемся с ускорением 4,9 м/с2 при:
а) ускорении, направленном вверх;
б) ускорении, направленном вниз?
1527. Груз массой 20 кг лежит на полу лифта (рис. 195). Определите вес груза в следующих случаях:
а) лифт опускается (поднимается) равномерно;
б) лифт движется с ускорением 3 м/с2, направленным вверх;
в) лифт движется с ускорением 3 м/с2, направленным вниз.
1528. По горизонтальной плоскости перемещается груз массой 3 кг с ускорением 0,3 м/с2. Под действием какой горизонтальной силы перемещается груз, если сила трения скольжения равна 2 Н?
1529. Тело массой 0,5 кг начало двигаться под действием силы F (рис. 196). Коэффициент трения между телом и поверхностью равен 0,5. Определите ускорение тела, если модуль силы равен:
а) 3 Н;
б) 2,52 Н;
в) 5,55 Н.
1530. На тело массой 1,5 кг, лежащее на горизонтальной поверхности, начинает действовать сила F, направленная под углом α = 30° к горизонту (рис. 197). Коэффициент трения между телом и поверхностью равен 0,3. Определите ускорение тела, если модуль силы равен:
а) 3 Н;
б) 5 Н;
в) 6 Н.
1531. Грузовой автомобиль весом 50 кН движется равномерно по булыжной мостовой. Коэффициент трения 0,023. Определите силу трения, преодолеваемую автомобилем.
1532. Чтобы сдвинуть с места стол весом 400 Н, потребовалось приложить силу в 200 Н. После того, как стол сдвинули с места, для дальнейшего равномерного передвижения его достаточна была сила в 150 Н. Определите коэффициент трения покоя и коэффициент трения скольжения.
1533. Сила трения между железной осью и бронзовым вкладышем подшипника без смазки равна 1800 Н при нагрузке на ось 10 кН. Определите коэффициент трения скольжения железа по бронзе.
1534. Длина наклонной плоскости 4 м, высота 1 м. Определите, какая требуется сила, чтобы удержать в равновесии на наклонной плоскости груз весом 1000 Н. Трение в расчет не принимать. Если при наличии трения груз не скользит вниз, то чему равна сила трения?
1535. Лошадь везет воз весом 8000 Н вверх по уклону, подъем которого составляет 1 м на каждые 16 м пути. Определить силу тяги, пренебрегая трением колес о почву.
1536. Под действием силы F = 90 Н, приложенной под углом 60° к горизонту, чемодан массой 30 кг движется равномерно. С каким ускорением будет двигаться чемодан, если ту же силу приложить под углом 30° к горизонту?
1537. Бисер скользит по шелковой нитке, натянутой под углом 30° к горизонту (рис. 198). С каким ускорением движется бисер?
1538. Ящик массой 2 кг лежит на наклонных мостках, составляющих с горизонтом угол 30° (рис. 199). Какая сила удерживает ящик на наклонной плоскости? Чему эта сила равна?
1539. По наклонной плоскости с углом наклона 30° к горизонту равномерно соскальзывает тело массой 0,4 кг. Найдите силу трения скольжения. Каков коэффициент трения скольжения?
1540. Тело скользит по наклонной плоскости с углом наклона 30° (см. рис. 199). Коэффициент трения между плоскостью и телом равен 0,3. С каким ускорением двигается тело?
1541. Груз массой 1 кг положили на наклонную плоскость с углом наклона 30° (рис. 200). Коэффициент трения между грузом и плоскостью равен 0,2. Найдите силу F для следующих случаев:
а) груз удерживается на плоскости;
б) груз равномерно перемещается вверх;
в) груз перемещается вверх с ускорением 2,5 м/с2.
1542. По наклонной плоскости на машину закатывают бревно (рис.201). Масса бревна 100 кг, высота машины 1,2 м. Длина наклонных досок, по которым поднимают бревно, 3 м. Какая сила необходима, чтобы удержать бревно на наклонной плоскости?
1543. С помощью наклонных досок длиной 2 м поднимают бревно (см. рис. 201). Масса бревна 200 кг, высота подъема 0,75 м. Какую силу надо приложить к веревке?
1544. Ответить, не прибегая к расчетам по формуле:
а) С каким ускорением движется тело, если действующая на него сила в 2,7 раза меньше веса? в 14 раз меньше веса?
б) Во сколько раз вес тела больше действующей на него силы, если тело движется с ускорением 0,98 м/с2? 0,49 м/с2? 0,14 м/с2?
1545. На покоящуюся вагонетку весом 3500 Н начали действовать силой 70 Н. Сила трения 20 Н. Определите:
а) с каким ускорением движется вагонетка;
б) путь, пройденный вагонеткой в течение первых 10 с движения;
в) среднюю скорость за это время;
г) скорость в конце десятой секунды.
1546. Знаменитый итальянский ученый эпохи Возрождения Леонардо да Винчи высказал следующие положения:
а) Если сила F продвинет тело m за время t на расстояние s, то та же сила продвинет тело с половинной массой в то же время на двойное расстояние.
б) Или та же сила продвинет половинную массу на то же расстояние в половинное время.
в) Или та же сила продвинет двойную массу на то же расстояние в двойное время.
г) Или половинная сила продвинет половинную массу на то же расстояние в то же время.
д) Или половинная сила продвинет все тело на половинное расстояние в то же время.
Верны ли эти положения?
1547. Покажите, что первый закон Ньютона находится в полном соответствии со вторым законом Ньютона.
1548. Покажите, что пути, проходимые в одно и то же время двумя телами, пропорциональны действующим силам, если массы тел равны, и обратно пропорциональны массам, если действующие на них силы равны.
1549. Какую силу нужно приложить к телу, масса которого 1 кг, чтобы оно стало двигаться с ускорением 5 см/с2?
1550. Под действием силы 5 • 10-3 Н тело движется с ускорением 0,2м/с2. Определите массу тела.
1551. С каким ускорением будет двигаться тело, масса которого 0,1 кг, под действием силы 2 • 10-2 Н?
1552. Тело, масса которого 100 г, начиная двигаться равноускоренно, в течение 4 с проходит 80 см. Определите величину силы, действующей на тело, если сила трения равна 2 • 10-2 Н. Какая потребуется сила, чтобы тело, пройдя указанное расстояние, продолжало двигаться дальше равномерно?
1553. Через блок перекинута нить, на которой подвешены два груза по 2,4 Н каждый. На один из грузов кладут перегрузок в 0,1 Н. Определите расстояние, пройденное этим грузом в течение 3 с.
1554. Тело, вес которого 0,49 Н, под действием силы начинает двигаться равноускоренно и, пройдя 50 см, приобретает скорость 0,72 км/ч. Определите силу, действующую на тело.
1555. Брусок (рис. 202) вместе с грузом весит 50 Н. Когда чашка А с грузами весит 20 Н, брусок движется по горизонтально установленной доске с ускорением 20 см/с2. Определите силу трения.
1556. Автомобиль весом 14 кН начинает двигаться с ускорением 0,7 м/с2. Сопротивление движению составляет 0,02 веса автомобиля. Определите силу тяги, развиваемую двигателем.
1558. Поезд, вес которого 4900 кН, затормозили, когда он шел со скоростью 36 км/ч, после чего он, пройдя 200 м, остановился. Предполагая движение поезда от начала торможения до остановки равнозамедленным, определите тормозящую силу.
1559. Как будет изменяться деформация пружины, если ее вместе с подвешенным грузом (рис. 203) перемещать с ускорением вертикально вверх? вертикально вниз? Объясните.
1560. К гирьке весом 5 Н привязана нить, которая может выдержать натяжение 5,2 Н. Выдержит ли нить, если, потянув ее за конец вертикально вверх, попытаться заставить гирьку двигаться с ускорением 60 см/с2?
1561. На пружинных весах подвешен груз в 140 Н. Какой вес покажут они, если двигать их вертикально вверх с ускорением в 28 см/с2? Если двигать вниз с тем же ускорением? Если двигать вверх и вниз с ускорением 490 см/с2? Какой вес покажут весы, если они вместе с подвешенным грузом будут свободно падать?
1562. Подъемный кран поднимает груз 9,8 кН, лежащий на земле, с ускорением 1 м/с2, направленным вертикально вверх. Определить силу, действующую на стальной канат крана в момент отрыва груза от земли.
1563. По наклонной плоскости высотой 3 м и длиной 5 м скользит брусок весом 8 Н. Коэффициент трения 0,2. Определите ускорение движения бруска.
1564. На закрепленном динамометре подвешен легкий блок, весом которого можно пренебречь. Через блок перекинута нить, к концам которой подвешены два груза по 2,4 Н каждый. На один из них кладут перегрузок 0,1 Н. Каковы показания динамометра во время движения грузов?