Решение задач по Физике. Клеть массой 250 кг поднимают из шахты, прикладывая силу в 3 кН. Определите равнодействующую сил. Изобразите её на рисунке в выбранном вами формате.
Вектор ( F_{\text{вес}} ) направлен вниз (в сторону силы тяжести).Вектор ( F_{\text{пр}} ) направлен вверх (в сторону приложенной силы).Вектор ( F_{\text{равн}} ) направлен вверх, показывающий превышение приложенной силы над весом клеть.
Это демонстрирует, что клеть будет подниматься, так как равнодействующая сила направлена вверх.
Для решения задачи необходимо определить равнодействующую силу в системе, где поднимается клеть массой 250 кг с приложенной силой 3 кН.
Дано:Масса клеть ( m = 250 \, \text{кг} )Приложенная сила ( F_{\text{пр}} = 3 \, \text{кН} = 3000 \, \text{Н} )Ускорение свободного падения ( g \approx 9.81 \, \text{м/с}^2 )Шаг 1. Рассчитаем вес клетьВес клеть ( F{\text{вес}} ) рассчитывается по формуле:
Шаг 2. Определяем равнодействующую силу[
F{\text{вес}} = m \cdot g
]
Подставим значения:
[
F_{\text{вес}} = 250 \, \text{кг} \cdot 9.81 \, \text{м/с}^2 \approx 2452.5 \, \text{Н}
]
Равнодействующая сила ( F{\text{равн}} ) будет равна разности между приложенной силой и весом клеть:
Итог[
F{\text{равн}} = F{\text{пр}} - F{\text{вес}}
]
Подставим значения:
[
F_{\text{равн}} = 3000 \, \text{Н} - 2452.5 \, \text{Н} \approx 547.5 \, \text{Н}
]
Равнодействующая сила, действующая на клеть, составляет примерно ( 547.5 \, \text{Н} ).
Графическое изображениеДля графического изображения равнодействующей силы, мы можем использовать векторный график:
^ F_вес|
| F_равн
|------------->
| F_пр = 3000 Н (вверх)
|
|
+--------------------->
Где:
Вектор ( F_{\text{вес}} ) направлен вниз (в сторону силы тяжести).Вектор ( F_{\text{пр}} ) направлен вверх (в сторону приложенной силы).Вектор ( F_{\text{равн}} ) направлен вверх, показывающий превышение приложенной силы над весом клеть.Это демонстрирует, что клеть будет подниматься, так как равнодействующая сила направлена вверх.