Решение: Движение гири вверх
Мальчик поднимает вверх гирю массой $10\ \text{кг}$, действуя на неё постоянной силой $120\ \text{Н}$, направленной вертикально вверх. Выберите все верные утверждения.
Решение по шагам
5 шаговСила тяжести гири направлена вертикально вниз и равна:
$$F_{\text{тяж}} = mg = 10 \cdot 10 = 100\ \text{Н}$$На гирю действуют сила мальчика $120\ \text{Н}$ вверх и сила тяжести $100\ \text{Н}$ вниз. Равнодействующая направлена вверх:
$$F_{\text{рез}} = 120 - 100 = 20\ \text{Н}$$По третьему закону Ньютона гиря действует на руку с силой, равной по модулю силе действия мальчика, то есть $120\ \text{Н}$, направленной вниз.
Ускорение гири равно:
$$a = \frac{F_{\text{рез}}}{m} = \frac{20}{10} = 2\ \text{м/с}^2$$Если приложить силу $102\ \text{Н}$ вверх, она всё ещё превышает силу тяжести $100\ \text{Н}$, поэтому гиря будет двигаться с ускорением вверх.
Где здесь ошибаются
Путать силу, действующую на гирю, с силой, с которой гиря действует на руку.
Считать равнодействующей силу мальчика $120\ \text{Н}$, не учитывая силу тяжести.
Неверно вычислять ускорение, используя силу $20\ \text{Н}$ без деления на массу.