Два тела массой 200 г и 2,3 кг, соединены между собой нитью, лежат на горизонтальной поверхности. На тело с меньшей массой действует сила 0,2 Н, на другое - сила 0,5 Н. Силы направлены в противоположные стороны. Чему равна сила упругости в нити, соединяющей эти тела?
Сила упругости в нити равна сумме сил, действующих на каждое из тел, так как нить предотвращает отклонение тел от равновесия.
Сначала найдем ускорения каждого из тел по второму закону Ньютона:
m1 a = F1 - T
m2 a = T - F2
где m1 и m2 - массы тел, a - ускорение, T - сила упругости в нити, F1 и F2 - силы, действующие на каждое из тел.
Решим систему уравнений:
200г = 0,2кг
2,3кг = 2,3кг
0,2 a = 0,2 - T
2,3 a = T - 0,5
0,2a = 0,2 - T
2,3a = T - 0,5
0,2a + T = 0,2
2,3a - T = 0,5
2,3a - 0,2 + T = 0,5
2,3a - 0,2 = 0,5 +T
2,3a + T - 0,2 = 0,5
2,3a = 0,7 + 0,2 +T
2,3a + T = 0,7
Теперь найдем ускорение a:
a = (F1 - F2) / (m1 + m2)
a = (0,2 - 0,5) / (0,2 + 2,3)
a = -0,3 / 2,5
a = -0,12 м/с^2
Теперь найдем силу упругости в нити:
T = m2 a + F2
T = 2,3 (-0,12) + 0,5
T = -0,276 + 0,5
T = 0,224 Н
Итак, сила упругости в нити, соединяющей эти тела, равна 0,224 Н.