8 задач по физике для 10 класса по теме «Движение тела под действием нескольких сил» — от простых к сложным, с ответами и подробными решениями. Решите задачу, введите ответ числом — сайт сразу проверит его. Если не получается, откройте решение: дано, формула, вычисление.
На тело массой 4 кг действуют две силы, направленные вдоль одной прямой в противоположные стороны: 18 Н вправо и 6 Н влево. Определите ускорение тела. Ответ дайте в м/с².
Дано: m = 4 кг; F₁ = 18 Н; F₂ = 6 Н.
Решение:
1. Найдём равнодействующую сил:
F = F₁ − F₂ = 18 − 6 = 12 Н.
2. По второму закону Ньютона:
a = F/m = 12/4 = 3 м/с².
Ответ: 3 м/с².
Ящик массой 10 кг скользит по горизонтальному полу. Коэффициент трения скольжения между ящиком и полом равен 0,2. К ящику прикладывают горизонтальную силу 50 Н. Определите ускорение ящика, если ускорение свободного падения равно 10 м/с².
Дано: m = 10 кг; μ = 0,2; F = 50 Н; g = 10 м/с².
Решение:
1. Сила нормальной реакции опоры равна:
N = mg = 10 · 10 = 100 Н.
2. Сила трения:
Fтр = μN = 0,2 · 100 = 20 Н.
3. Равнодействующая сил:
Fрез = F − Fтр = 50 − 20 = 30 Н.
4. По второму закону Ньютона:
a = Fрез/m = 30/10 = 3 м/с².
Ответ: 3 м/с².
Автомобиль массой 1200 кг движется по горизонтальной дороге. Сила тяги двигателя равна 2400 Н, а сила сопротивления движению — 600 Н. Определите ускорение автомобиля.
Дано: m = 1200 кг; Fт = 2400 Н; Fс = 600 Н.
Решение:
1. Равнодействующая горизонтальных сил:
Fрез = Fт − Fс = 2400 − 600 = 1800 Н.
2. По второму закону Ньютона:
a = Fрез/m = 1800/1200 = 1,5 м/с².
Ответ: 1,5 м/с².
Санки массой 20 кг тянут по горизонтальной снежной поверхности верёвкой, направленной горизонтально. Сила натяжения верёвки равна 80 Н, коэффициент трения скольжения равен 0,1. Определите скорость санок через 4 с после начала движения из состояния покоя. Ускорение свободного падения равно 10 м/с².
Дано: m = 20 кг; F = 80 Н; μ = 0,1; t = 4 с; v₀ = 0; g = 10 м/с².
Решение:
1. Сила нормальной реакции опоры:
N = mg = 20 · 10 = 200 Н.
2. Сила трения:
Fтр = μN = 0,1 · 200 = 20 Н.
3. Равнодействующая сил:
Fрез = 80 − 20 = 60 Н.
4. Ускорение санок:
a = Fрез/m = 60/20 = 3 м/с².
5. Найдём скорость через 4 с:
v = v₀ + at = 0 + 3 · 4 = 12 м/с.
Ответ: 12 м/с.
Груз массой 8 кг поднимают вертикально вверх с помощью троса. Натяжение троса равно 96 Н. Определите высоту, на которую поднимется груз за первые 3 с, если в начальный момент он покоился. Ускорение свободного падения равно 10 м/с².
Дано: m = 8 кг; T = 96 Н; t = 3 с; v₀ = 0; g = 10 м/с².
Решение:
1. Сила тяжести груза:
Fтяж = mg = 8 · 10 = 80 Н.
2. Равнодействующая сил:
Fрез = T − Fтяж = 96 − 80 = 16 Н.
3. Ускорение груза:
a = Fрез/m = 16/8 = 2 м/с².
4. Перемещение при равноускоренном движении:
h = v₀t + at²/2.
h = 0 + 2 · 3²/2 = 9 м.
Ответ: 9 м.
Брусок массой 5 кг скользит вниз по наклонной плоскости с углом наклона 30° к горизонту. Коэффициент трения скольжения равен 0,2. Определите ускорение бруска. Примите g = 10 м/с², sin 30° = 0,5, cos 30° = 0,87. Ответ округлите до сотых.
Дано: m = 5 кг; α = 30°; μ = 0,2; g = 10 м/с²; sin α = 0,5; cos α = 0,87.
Решение:
1. Составляющая силы тяжести вдоль наклонной плоскости:
F₁ = mg sin α = 5 · 10 · 0,5 = 25 Н.
2. Сила нормальной реакции опоры:
N = mg cos α = 5 · 10 · 0,87 = 43,5 Н.
3. Сила трения:
Fтр = μN = 0,2 · 43,5 = 8,7 Н.
4. Равнодействующая сил вдоль плоскости:
Fрез = F₁ − Fтр = 25 − 8,7 = 16,3 Н.
5. Ускорение:
a = Fрез/m = 16,3/5 = 3,26 м/с².
Ответ: 3,26 м/с².
Лифт вместе с пассажирами имеет общую массу 600 кг. Лифт движется вертикально вверх с ускорением 2 м/с². Определите силу натяжения троса лифта. Ускорение свободного падения равно 10 м/с².
Дано: m = 600 кг; a = 2 м/с²; g = 10 м/с².
Решение:
На лифт действуют сила тяжести mg, направленная вниз, и сила натяжения троса T, направленная вверх.
Выберем направление вверх за положительное.
По второму закону Ньютона:
T − mg = ma.
Отсюда:
T = m(g + a).
Подставим значения:
T = 600 · (10 + 2) = 600 · 12 = 7200 Н.
Ответ: 7200 Н.
Два груза массами 3 кг и 2 кг соединены невесомой нерастяжимой нитью, перекинутой через невесомый блок. Грузы первоначально неподвижны. Определите скорость более тяжёлого груза через 2 с после начала движения. Сопротивлением воздуха и трением в блоке пренебречь. Ускорение свободного падения равно 10 м/с².
Дано: m₁ = 3 кг; m₂ = 2 кг; t = 2 с; v₀ = 0; g = 10 м/с².
Решение:
1. Запишем второй закон Ньютона для первого груза, движущегося вниз:
m₁g − T = m₁a.
2. Для второго груза, движущегося вверх:
T − m₂g = m₂a.
3. Сложим уравнения:
m₁g − m₂g = (m₁ + m₂)a.
Отсюда:
a = (m₁ − m₂)g/(m₁ + m₂).
a = (3 − 2) · 10/(3 + 2) = 10/5 = 2 м/с².
4. Определим скорость более тяжёлого груза:
v = v₀ + at = 0 + 2 · 2 = 4 м/с.
Ответ: 4 м/с.