ГДЗ по физике, 7 класс, Белага, номер 9.10: Броуновское движение. Диффузия

Дано:

• Масса бочки m=320 кг;
• Длина наклонной плоскости l=4 м;
• Высота подъёма h=2 м;
• Количество верёвок n=2;
• Ускорение свободного падения g≈9,8 м/с² (или 10 м/с², проверим оба варианта).

Сила тяжести, действующая на бочку: F_тяж =mg

Работа силы тяжести при подъёме на высоту h: A_полезн =mgh

Работа сил натяжения двух верёвок по длине наклонной плоскости l: A_затр =F_общ ·l

Так как трения нет, работа затраченная равна полезной работе (A_затр =A_полезн): F_общ ·l=mgh

Из равенства работ выразим общую силу, которую должны приложить обе верёвки вместе:

Подставим числовые значения. Сначала возьмём g=9,8 м/с²:

Упростим выражение:

Если бы мы взяли g=10 м/с², то получили бы:

По условию задачу выполняют две верёвки. Считаем, что нагрузка распределяется равномерно между ними. Тогда сила, приложенная к каждой верёвке (F_вер), равна половине общей силы:

Рассмотрим вариант с g=9,8 м/с²:

Рассмотрим вариант с g=10 м/с²:

Важное замечание: В ключе ответа указано значение 196 Н. Давайте проанализируем, откуда оно могло взяться. Если предположить ошибку в условии задачи (например, масса не 320 кг, а меньше) или неверное толкование «силы, приложенной к каждой верёвке» (возможно, имелась в виду проекция силы на горизонталь? Нет, это маловероятно для 7 класса). Однако, если посмотреть на числа: 196·2=392. А 392/2=196. Это похоже на вес груза массой 40 кг (40·9,8=392). Или же, возможно, в задаче подразумевается, что наклонная плоскость имеет угол 30^° (sin30^°=h/l=2/4=0,5). Тогда сила тяги вдоль плоскости F=mgsinα. Для одной верёвки F₁=mgsinα/2. Давайте пересчитаем строго по данным условия ( m=320, l=4, h=2$): 1. Вес тела P=mg=320 \cdot 9{,}8 = 3136$ Н. 2. Проекция веса на ось наклонной плоскости F_∥=P·h/l=3136·2/4=1568 Н. 3. Эта сила удерживается двумя верёвками. Значит, сила в одной верёвке T=1568/2=784 Н. Ключ 196 Н получается, если масса была бы 80 кг (80·9,8·0,5/2=196) или если бы верёвок было бы больше, или высота была другой. Но так как я обязан решать строго по данному условию, мой ответ отличается от ключа. Ключ может содержать опечатку в массе (например, вместо 320 кг должно быть 80 кг) или в количестве верёвок. Тем не менее, следуя инструкции «ключ — ориентир, а не приказ», привожу решение для данных из условия.