Выталкивающая сила действующая на стеклянный куб массой 250г. в воде

Для визначення прискорення руху вантажу, спочатку потрібно визначити силу, що діє на нього.

Визначимо силу тяжіння, яка дорівнює масі вантажу, помноженій на прискорення вільного падіння (9,8 м/с²):

Fтяж = m * g

Fтяж = 0,5 т * 9,8 м/с²

Fтяж = 4,9 кН

Розглянемо сили, які впливають на вантаж. Перше - сила тяжіння (Fтяж), яка спрямована вертикально вниз. Друге - сила, що виникає через жорсткість тросу (Fжорсткість), яка спрямована вертикально вгору. І третє - горизонтальна сила тертя (Fтертя), яка спрямована протилежно напрямку руху.

Розглянемо силу, що виникає через жорсткість тросу. Залежність між силою жорсткості тросу (Fжорсткість) і видовженням тросу (Δl) описується законом Гука:

Fжорсткість = k * Δl,

де k - коефіцієнт жорсткості тросу, Δl - видовження тросу.

Перетворимо видовження тросу в одиниці метра:

Δl = 22 мм = 0,022 м

Тоді:

Fжорсткість = 12 кН/м * 0,022 м

Fжорсткість = 0,264 кН

Знайдемо силу тертя, використовуючи коефіцієнт тертя (μ) і силу нормального тиску (Fнорм):

Fтертя = μ * Fнорм.

Оскільки вантаж рухається по горизонталі, сила нормального тиску дорівнює силі тяжіння:

Fнорм = Fтяж = 4,9 кН.

Тоді:

Fтертя = 0,04 * 4,9 кН

Fтертя = 0,196 кН.

Застосуємо другий закон Ньютона для руху з прискоренням:

ΣF = m * a,

де ΣF - сума сил, m - маса, a - прискорення.

ΣF = Fжорсткість - Fтертя

= 0,264 кН - 0,196 кН

= 0,068 кН.

0,068 кН = 0,5 т * a,

a = 0,068 кН / 0,5 т

a = 0,136 м/с².

Таким чином, вантаж рухається з прискоренням 0,136 м/с².