Задание 2 ЕГЭ по физике · задача 1DEB4C
|
|
Два груза, связанные нерастяжимой и невесомой нитью, движутся по гладкой горизонтальной поверхности под действием постоянной горизонтальной силы приложенной к грузу М1 = 2 кг (см. рисунок). Нить обрывается при значении силы натяжения нити 4 Н, при этом модуль силы равен 12 H. Чему равна масса второго груза М2?
Показать ответ и разбор
Ответ: 1 кг
Разбор
Представим, что сила F постепенно растёт. Пока нить цела, оба груза движутся с одинаковым ускорением a.
Для всей системы (M1 + M2) по второму закону Ньютона:
$F = (M1 + M2) a$
Для второго груза сила, которая его разгоняет, — это только натяжение нити:
$T = M2 a$
В момент обрыва $T = 4$ Н, а $F = 12$ Н, $M1 = 2$ кг. Подставляем:
$4 = M2 \cdot 12 / (2 + M2)$
Решаем уравнение:
$4(2 + M2) = 12 M2$
$8 + 4M2 = 12M2$
$8 = 8M2$
$M2 = 1$ кг.
Значит, второй груз имеет массу 1 кг.
Для всей системы (M1 + M2) по второму закону Ньютона:
$F = (M1 + M2) a$
Для второго груза сила, которая его разгоняет, — это только натяжение нити:
$T = M2 a$
В момент обрыва $T = 4$ Н, а $F = 12$ Н, $M1 = 2$ кг. Подставляем:
$4 = M2 \cdot 12 / (2 + M2)$
Решаем уравнение:
$4(2 + M2) = 12 M2$
$8 + 4M2 = 12M2$
$8 = 8M2$
$M2 = 1$ кг.
Значит, второй груз имеет массу 1 кг.