Для решения данной задачи нам необходимо проанализировать силы, действующие на каждое тело, и использовать второй закон Ньютона.
Анализ системы:
- Тело массой 2 кг (назовем его ( m_1 )) находится на горизонтальной поверхности.
- Груз массой 0,5 кг (назовем его ( m_2 )) подвешен и соединен с телом ( m_1 ) через шнур и блок.
- Система движется с ускорением ( a = 1.5 \, \text{м/с}^2 ).
Силы, действующие на тело ( m_1 ):
- Тяжесть: ( F_{g1} = m_1 \cdot g = 2 \cdot 9.8 = 19.6 \, \text{Н} ).
- Нормальная сила: ( N = F_{g1} = 19.6 \, \text{Н} ) (так как поверхность горизонтальная и нет вертикального ускорения).
- Сила натяжения шнура: ( T ).
- Сила трения: ( F_{\text{тр}} ).
Силы, действующие на тело ( m_2 ):
- Тяжесть: ( F_{g2} = m_2 \cdot g = 0.5 \cdot 9.8 = 4.9 \, \text{Н} ).
- Сила натяжения шнура: ( T ).
Уравнения движения для каждого тела:
Для тела ( m1 ) (горизонтальная ось):
[
T - F{\text{тр}} = m_1 \cdot a
]
Для тела ( m_2 ) (вертикальная ось):
[
m_2 \cdot g - T = m_2 \cdot a
]
Решение системы уравнений:
Из уравнения для ( m_2 ):
[
T = m_2 \cdot g - m_2 \cdot a = 0.5 \cdot 9.8 - 0.5 \cdot 1.5 = 4.9 - 0.75 = 4.15 \, \text{Н}
]
Подставим ( T ) в уравнение для ( m1 ):
[
4.15 - F{\text{тр}} = 2 \cdot 1.5
]
[
4.15 - F{\text{тр}} = 3
]
[
F{\text{тр}} = 4.15 - 3 = 1.15 \, \text{Н}
]
Таким образом, сила трения между телом массой 2 кг и горизонтальной поверхностью составляет ( 1.15 \, \text{Н} ).