Непростая задача по физике Коля взял трубочку от сока массой 3 грамма, скатал из пластилина 2 шарика, массой 30 г и 10 г. Закрепил шарики на конце трубочки и измерил расстояние между их центрами, получилось 12 см. На каком расстоянии от меньшего шара Коля подвесил данную конструкцию за ниточку так, что она находилась в равновесии? Ответ укажите в см, округлив до целых. В ответе запишите только число без единиц измерения.
Для того чтобы конструкция находилась в равновесии, необходимо, чтобы момент сил относительно точки подвеса был равен нулю. Обозначим массы шариков:
m1=30 г m_1 = 30 \, \text{г} m1=30гмассабольшегошарикамасса большего шарикамассабольшегошарикаm2=10 г m_2 = 10 \, \text{г} m2=10гмассаменьшегошарикамасса меньшего шарикамассаменьшегошарика
Расстояние между центрами шариков равно 12 см. Обозначим:
d=12 см d = 12 \, \text{см} d=12смx x x – расстояние от меньшего шара до точки подвеса(d−x) (d - x) (d−x) – расстояние от большего шара до точки подвеса
Для того чтобы конструкция находилась в равновесии, необходимо, чтобы момент сил относительно точки подвеса был равен нулю. Обозначим массы шариков:
m1=30 г m_1 = 30 \, \text{г} m1 =30г массабольшегошарикамасса большего шарикамассабольшегошарикаm2=10 г m_2 = 10 \, \text{г} m2 =10г массаменьшегошарикамасса меньшего шарикамассаменьшегошарикаРасстояние между центрами шариков равно 12 см. Обозначим:
d=12 см d = 12 \, \text{см} d=12смx x x – расстояние от меньшего шара до точки подвеса(d−x) (d - x) (d−x) – расстояние от большего шара до точки подвесаДля равновесия условия можно записать как:
m1⋅(d−x)=m2⋅x m_1 \cdot (d - x) = m_2 \cdot x
m1 ⋅(d−x)=m2 ⋅x
Подставим известные значения:
30⋅(12−x)=10⋅x 30 \cdot (12 - x) = 10 \cdot x
30⋅(12−x)=10⋅x
Теперь раскроем скобки и упростим уравнение:
360−30x=10x 360 - 30x = 10x
360−30x=10x
Соберем все x x x в одну часть уравнения:
360=40x 360 = 40x
360=40x
Теперь найдем x x x:
x=36040=9 x = \frac{360}{40} = 9
x=40360 =9
Таким образом, расстояние от меньшего шарика до точки подвеса составляет 9 см.
Ответ: 9