№304 ГДЗ Рымкевич 10-11 класс (Физика)

Рассмотрим вариант решения задания из учебника Рымкевич 10-11 класс, Дрофа: Найти силу упругости F нити в момент, соответствующий рисунку 41, если масса груза равна m = 100 г, скорость движения v = 2 м/с, угол а = 60°, длина нити l=40 см.

Дано

$$m=100\ \text{г}=0{,}1\ \text{кг}$$

$$v=2\ \text{м/с}$$

$$\alpha=60^\circ$$

$$l=40\ \text{см}=0{,}4\ \text{м}$$

Ход решения

На груз действуют сила тяжести $$mg$$ и сила натяжения нити $$F$$. В направлении вдоль нити по второму закону Ньютона:

$$F-mg\cos\alpha=ma_{\text{ц}}$$

где $$a_{\text{ц}}$$ — центростремительное ускорение:

$$a_{\text{ц}}=\frac{v^2}{l}$$

Тогда

$$F=m\left(\frac{v^2}{l}+g\cos\alpha\right)$$

Подставим значения, принимая $$g=10\ \text{м/с}^2$$:

$$ F=0{,}1\left(\frac{2^2}{0{,}4}+10\cos60^\circ\right) =0{,}1(10+5)=1{,}5\ \text{Н} $$

Ответ

$$F=1{,}5\ \text{Н}$$