Решение. Масса. Сила. Второй закон Ньютона. B21

Условие

B21. На тело массой 20 кг начинает действовать равнодействующая сила 1 Н. Какое расстояние пройдет тело под действием этой силы за 30 с и в каком направлении?

Решение

тело;

действие сил;

равноускоренное движение;

m = 20 кг;

F = 1 Н;

t = 30 c;

s – ?

Из фразы «на тело начинает действовать равнодействующая сила» следует, что υ₀ = 0 и тело начнет двигаться равноускоренно прямолинейно. Направим ось 0Х вдоль силы. Ускорение направлено в сторону движения и в сторону равнодействующей силы (рис. 1). Расстояние, которое пройдет тело при прямолинейном движении, равно перемещению, т.е. Δr = s. Зная равнодействующую силу и массу, по второму закону Ньютона можно найти ускорение \(~a_x = \frac{F_x}{m}\) .

При прямолинейном равноускоренном движении, зная ускорение, время и начальную скорость, перемещение можно найти так \(~\Delta r_x = \upsilon_{0x} \cdot t + \frac{a_x \cdot t^2}{2}\) , где Δr_x = Δr = s, υ_0x = 0, F_x = F, a_x = а (рис. 1). Тогда

\(~s = \frac{a \cdot t^2}{2} = \frac{F \cdot t^2}{2m}\) ; s = 22,5 м. Тело будет двигаться в сторону равнодействующей силы.

Рис. 1