Два груза, связанные нерастяжимой и невесомой нитью, движутся по гладкой горизонтальной поверхности под действием горизонтальной силы , приложенной к грузу массой М1 = 1 кг (см. рисунок). Минимальная сила F, при которой нить обрывается, равна 12 Н. Известно, что нить может выдержать нагрузку не более 8 Н. Чему равна масса второго груза?

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для определения массы второго груза рассмотрим грузы по отдельности.

Для первого груза массой М1 = 1 кг сила натяжения нити равна 12 Н (минимальная сила, при которой нить обрывается). Таким образом, на первый груз действует сила F1 = 12 Н.

Для второго груза предположим, что на него действует сила F2. Согласно второму закону Ньютона F = ma, где F - сила, приложенная к телу, m - масса тела, а - ускорение тела. Таким образом, для второго груза имеем F2 - T2 = m2 * a, где T2 - сила натяжения нити, действующая на второй груз.

Так как нить может выдержать нагрузку не более 8 Н, то T2 ≤ 8 Н.

Сумма сил, действующих на систему грузов, равна 12 Н (сила, приложенная к первому грузу). Таким образом, F1 - T2 = M1 * a, где F1 - сила, приложенная к первому грузу.

Получаем систему уравнений:
F1 = 12 Н
T2 ≤ 8 Н
F1 - T2 = M1 a = 1 a

Подставляя значения, получаем:
12 - T2 = a
T2 ≤ 8
a = 1

Из уравнения F = ma для второго груза получаем:
F2 - T2 = m2 * a
F2 - 8 = m2

Так как нить обрывается при силе 12 Н, то сила F2 должна быть больше этой величины:
F2 - 8 > 12
F2 > 20

Таким образом, масса второго груза m2 можно определить как:
F2 - 8 = m2
20 - 8 = m2
m2 = 12 кг

Итак, масса второго груза составляет 12 кг.