Учитель: Аналогично решают задачи, которые были под номером 1, 2, 3.
Для закрепления решим следующую задачу.
Задача №2. К концам невесомой нерастяжимой нити, перекинутой через невесомый неподвижный блок без трения в оси, подвешены грузы с массами m1= 1кг и m2= 2 кг. Каково ускорение, с которым движется второй груз?
Учитель: Снова анализируем задачу.
Из условия невесомости и нерастяжимости нити следует, что сила натяжения нити на всех участках одинакова: T1 = T2 = T и система тел движется как единое целое с одинаковым по модулю ускорением: .
Рассмотрим все силы, действующие на каждый груз отдельно: на I-ый груз действуют: m1g и T1, на II-ой груз действуют: m2 g и T2. Систему отсчёта свяжем с Землёй.
Учитель:Задачу решаем по алгоритму:
Дано:
m1 = 1 кг 1. Изобразим рисунок и расставим все силы, действующие на тело.
m2 = 2 кг Ускорение тела направим в сторону большого тела.
- ? (м/с2 )
1. Запишем II закон Ньютона в векторной форме для каждого тела
2. Выберем координатные оси, ось ОУ направлена по направлению ускорения, на рисунке
изображаем ОУ1, ОУ2.
3. Проецируем векторные уравнения II закона Ньютона для I и II тела на координатные оси ОУ1 и
ОУ2, у читывая, что T1 = T2 = T, .
ОУ1 : T- m1g = m1 ∙ (1) ОУ2: m2 g – T = m2 ( 11 )
Складываем уравнения (1) и (11 ), получаем: T – m1 g + m2 g – T = m1 + m2 = Ответ: 3,3 м/с2 З адача № 3.Брусок массой 2 кг скользит по горизонтальной поверхности под действием груза массой 0,5 кг, прикрепленного к концу нерастяжимой нити, перекинутой через неподвижный блок. Коэффициент трения бруска о поверхность 0,1. Найти ускорение движения тела и силу натяжения нити. Массами блока и нити, а также трением в блоке пренебречь.
Дано Решение:
m1= 2 кг 1.Изобразим рисунок и расставим все силы, действующие на тела.
m2 = 0,5 кг Ускорение первого тела направим вправо, второго - вниз.
µ = 0,1
- ? , Т - ? (H)
2. Запишем II закон Ньютона в векторной форме для каждого тела, поделив страницу пополам
для I тела: для II тела:
3. Спроецируем полученные уравнения на выбранные направления осей X и Y, учитывая условие невесомости и нерастяжимости: .
OX: (1) OY: (31)
OY: (2)
Из (2) следует, что N = m1∙ g, то Fтр= µ∙ N =µ ∙ m1∙ g.
Тогда уравнение (1) примет вид: (3)
Решаем совместно систему уравнений (3) и (31) методом почленного сложения уравнений, получаем: Т - µ ∙ m1g + m2g – T = (m1+m2) ∙
откуда ; = = = Силу натяжения нити Т находим из уравнения (31): Т = m2g – m2 =m2 (g - )
Т = 0,5 (10 – 1,2) = - 4,4 H. (знак « - » указывает, что сила натяжения направлена в противоположную сторону оси OY). Т = 4,4 Н. Ответ: 1,2 ; 4,4 Н.