Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 930
2016-09-17 
Имеются два одинаковых длинных однородных лёгких бруска, которые используют для проведения экспериментов по изучению прочности древесины. В первом эксперименте деревянный брусок положили концами на спинки двух стоящих стульев, а к его середине подвесили сосуд, который начали медленно заполнять водой. Когда масса сосуда с водой достигла величины $m = 4,8 кг$, брусок сломался. Во втором эксперименте брусок положили на гладкий горизонтальный стол, к его концам прикрепили два груза малых размеров с массами $m_{1} = 6 кг$, а к середине — груз массой $m_{2} = 10 кг$ и верёвку, за которую стали тянуть с плавно возрастающей силой $F$, перпендикулярной бруску и направленной горизонтально. При какой величине силы $F$ брусок сломается? Считайте $g = 10 м/с^{2}$.
Решение:
На прикреплённый к середине бруска груз массой $m_{2}$ действуют сила $\vec{F}$ со стороны верёвки и некоторая сила $\vec{F}_{1}$ со стороны бруска, направленная в противоположную сторону. Так как брусок лёгкий, то сумма всех действующих на него сил должна быть равна нулю. Поэтому на каждый из прикреплённых к концам бруска одинаковых грузов массой $m_{1}$ действует сила $— \vec{F}_{1}/2$. Так как ускорения всех трёх грузов одинаковы, то можно записать:
$\frac{F - F_{1}}{m_{2}} = \frac{F_{1}/2}{m_{1}}$.
Отсюда
$F = F_{1} \left ( 1 + \frac{m_{2}}{2m_{1}} \right )$.
Из условия задачи следует, что брусок ломается, когда сила, действующая на его середину со стороны груза $m_{2}$, равна $F_{1} = mg$. С учётом этого, полагая $g = 10 м/с^{2}$, получаем:
$F = mg \left ( 1 + \frac{m_{2}}{2m_{1}} \right ) = 88Н$.
Имеются два одинаковых длинных однородных лёгких бруска, которые используют для проведения экспериментов по изучению прочности древесины. В первом эксперименте деревянный брусок положили концами на спинки двух стоящих стульев, а к его середине подвесили сосуд, который начали медленно заполнять водой. Когда масса сосуда с водой достигла величины $m = 4,8 кг$, брусок сломался. Во втором эксперименте брусок положили на гладкий горизонтальный стол, к его концам прикрепили два груза малых размеров с массами $m_{1} = 6 кг$, а к середине — груз массой $m_{2} = 10 кг$ и верёвку, за которую стали тянуть с плавно возрастающей силой $F$, перпендикулярной бруску и направленной горизонтально. При какой величине силы $F$ брусок сломается? Считайте $g = 10 м/с^{2}$.
Решение:
На прикреплённый к середине бруска груз массой $m_{2}$ действуют сила $\vec{F}$ со стороны верёвки и некоторая сила $\vec{F}_{1}$ со стороны бруска, направленная в противоположную сторону. Так как брусок лёгкий, то сумма всех действующих на него сил должна быть равна нулю. Поэтому на каждый из прикреплённых к концам бруска одинаковых грузов массой $m_{1}$ действует сила $— \vec{F}_{1}/2$. Так как ускорения всех трёх грузов одинаковы, то можно записать:
$\frac{F - F_{1}}{m_{2}} = \frac{F_{1}/2}{m_{1}}$.
Отсюда
$F = F_{1} \left ( 1 + \frac{m_{2}}{2m_{1}} \right )$.
Из условия задачи следует, что брусок ломается, когда сила, действующая на его середину со стороны груза $m_{2}$, равна $F_{1} = mg$. С учётом этого, полагая $g = 10 м/с^{2}$, получаем:
$F = mg \left ( 1 + \frac{m_{2}}{2m_{1}} \right ) = 88Н$.
