Еще один экзаменационный вопрос по физике На горизонтальной поверхности лежат два тела массами 1 кг и 2 кг, соединенные легкое нерастянутой пружиной длиной 10 см и жёсткостью 122Н/м. К первому телу приложена сила 10 Н, направленная под углом 30 градусов вверх к горизонту. Коэффициент трения между телами и поверхностью одинаков и равен 0,1. Найдите длину пружины при движении тел.
Для решения данной задачи можно воспользоваться вторым законом Ньютона для каждого из тел:
1) Для тела массой 1 кг:
По горизонтали:
F - T - f = ma,
где F - сила, приложенная к телу, T - сила натяжения пружины, f - сила трения, a - ускорение.
По вертикали:
N - mg = 0,
где N - нормальная реакция опоры, m - масса тела, g - ускорение свободного падения.
2) Для тела массой 2 кг:
По горизонтали:
T - f = ma,
где T - сила натяжения пружины, f - сила трения, a - ускорение.
По вертикали:
N - 2g = 0,
где N - нормальная реакция опоры, g - ускорение свободного падения.
Используя угол наклона силы к горизонту, можем разложить силу F на горизонтальную и вертикальную составляющие:
F_x = Fcos(30),
F_y = Fsin(30).
Подставив все известные значения и учитывая, что ускорение пружины равно ускорению обоих тел, решаем систему уравнений и находим ускорение a.
Зная ускорение, можем найти удлинение пружины, используя формулу для упругого сопротивления пружины:
F = k*x,
где x - удлинение пружины.
Подставив все значения, найдем удлинение пружины при движении тел.