На нити, которая разрывается, если модуль силы превысит - вопрос №2012454651 от gulbakhar 01.12.2021 08:35

Question

Физика: На нити, которая разрывается, если модуль силы превысит f=20h, поднимают груз массой m=1кг из состояния покоя вертикально вверх. движение груза равноускоренное. на какую максимальную высоту можно поднять груз за промежуток времени t=2c? ответ должен быть h=20м и последнее действие,желательно, должно быть приближено к : h=(f/m-g)*t‘2/2=20 t 2 - это t в квадрате

gulbakhar · Answer

Очевидно, что чем больше ускорение, с которым поднимают груз, тем больше сила, которая будет пытаться разрывать нить. В задаче описана идеальная нить, т.е. несжимаемая и нерастяжимая. Это значит только лишь то, что все силы, действующие на нить будут скомпенсированы в любой момент времени.
Запишем второй закон Ньютона на груз в проекциях на направление нити:
ma=T-mg

Также, не стоит забывать кинематическую связь высоты, ускорения и времени:
$h=\frac {at^2}{2}$
$a=\frac {2h}{t^2}$
Подставим ускорение в основное уравнение динамики:
$m\frac {2h}{t^2}=T-mg$
Разрыв нити происходит, когда сила натяжения нити становится чуть больше 20 Н, следовательно, при 20 Н нить находится на грани разрыва. Именно в этом случае достигается максимальная высота. Выражаем ее из последнего уравнения.
$h=\frac {t^2}{2m}(T-mg)=\frac {2^2}{2\cdot 1}\cdot (20-1\cdot 10)=20 (M)$
ответ: 20 Н.