Для начала разберемся с силой, с которой перегрузок давит на груз. Сначала найдем ускорение системы и силы, действующие на каждый из грузов.
Определение ускорения системы:
Пусть масса груза с перегрузком составляет ( m_1 = 100 \, \text{г} + 10 \, \text{г} = 110 \, \text{г} = 0.11 \, \text{кг} ), а масса второго груза ( m_2 = 100 \, \text{г} = 0.1 \, \text{кг} ).
Используя второй закон Ньютона, сумма сил, действующих на систему, равна произведению общей массы на ускорение:
[
(m_1 - m_2)g = (m_1 + m_2)a
]
[
(0.11 \, \text{кг} - 0.1 \, \text{кг}) \cdot 9.8 \, \text{м/с}^2 = (0.11 \, \text{кг} + 0.1 \, \text{кг}) \cdot a
]
[
0.01 \, \text{кг} \cdot 9.8 \, \text{м/с}^2 = 0.21 \, \text{кг} \cdot a
]
[
a = \frac{0.098 \, \text{м/с}^2}{0.21 \, \text{кг}} \approx 0.466 \, \text{м/с}^2
]
Сила, с которой перегрузок давит на груз:
Сила, действующая на перегрузок, равна массе перегрузка, умноженной на ускорение (плюс гравитационная сила):
[
F = 0.01 \, \text{кг} \cdot (9.8 \, \text{м/с}^2 + 0.466 \, \text{м/с}^2) \approx 0.01 \, \text{кг} \cdot 10.266 \, \text{м/с}^2 = 0.10266 \, \text{Н}
]
Сила давления на ось блока:
Сила, действующая на ось блока, равна сумме сил натяжения нити с обеих сторон. Поскольку блок невесомый и неподвижный, силы натяжения нити с обеих сторон равны. Пусть ( T ) – сила натяжения нити. Тогда:
[
T = m_1 g - m1 a = 0.11 \, \text{кг} \cdot 9.8 \, \text{м/с}^2 - 0.11 \, \text{кг} \cdot 0.466 \, \text{м/с}^2 \approx 1.0264 \, \text{Н}
]
Сила давления на ось блока:
[
F{\text{ось}} = 2T = 2 \times 1.0264 \, \text{Н} \approx 2.0528 \, \text{Н}
]
Итак, перегрузок давит на груз с силой приблизительно 0.103 Н, а сила давления на ось блока составляет приблизительно 2.053 Н.