schoolФизика
verifiedРешено AI
Решение задачи: масса груза и блок в равновесии
help_outlineУсловие задачи
lightbulbКраткий ответ
Система находится в равновесии благодаря равенству момента силы натяжения нити и внешнего момента. Решение задачи включает расчет силы натяжения и вращающего момента.
Подробное решение
Решение задачи:
Дано:
Масса груза: \(m = 8\) кг
Радиус блока: \(R = 60\) см \(= 0,6\) м
Ускорение свободного падения: \(g = 9,8\) м/с\(^2\)
Система находится в равновесии.
1. Рассмотрим равновесие груза массой \(m\). На него действуют сила тяжести \(G = mg\) и сила натяжения нити \(T\). Так как система в покое:
\[T = G = m \cdot g\]
\[T = 8 \cdot 9,8 = 78,4 \text{ Н}\]
2. Нить перекинута через неподвижный блок и намотана на барабан радиуса \(R\). Сила натяжения нити \(T\) создает вращающий момент относительно оси барабана. Плечо этой силы равно радиусу барабана \(R\). Момент от силы натяжения нити:
\[M_{T} = T \cdot R\]
3. Для того чтобы система находилась в состоянии статического равновесия, внешний момент \(M\) должен быть равен по модулю моменту, создаваемому нитью, и направлен в противоположную сторону (на рисунке они уже уравновешивают друг друга):
\[M = T \cdot R\]
4. Подставим значения:
\[M = 78,4 \cdot 0,6\]
\[M = 47,04 \text{ Нм}\]
5. Округляем результат до 0,1 согласно условию задачи:
\[M \approx 47,0 \text{ Нм}\]
Ответ: 47,0