Олимпиада по физике 8 класс
Два одинаковых динамометра и груз соединили так, как показано на рисунке. Показания верхнего и нижнего динамометров F1=6 Н и F2=2 Н соответственно. Ускорение свободного падения g=10 Н/кг.
Чему равна масса груза M?
Ответ выразите в граммах, округлите до целых.
Динамометры и груз поменяли местами так, как показано на рисунке. Чему теперь равно показание F1 верхнего динамометра?
Ответ выразите в ньютонах, округлите до целых.
Чему теперь равно показание F2 нижнего динамометра?
Ответ выразите в ньютонах, округлите до целых.
Динамометры и груз поменяли местами так, как показано на рисунке. Чему теперь равно показание F1 верхнего динамометра?
Ответ выразите в ньютонах, округлите до целых.
### 1. Найдём массу груза M.
По условию, верхний динамометр показывает \( F_1 = 6 \, \text{Н} \), а нижний динамометр — \( F_2 = 2 \, \text{Н} \).
Сначала применим второй закон Ньютона для груза, который находится в равновесии:
\[
F_1 - F_2 = mg
\]
Здесь \( m \) — масса груза, а \( g \) — ускорение свободного падения, \( g = 10 \, \text{м/с}^2 \).
Подставим значения:
\[
6 \, \text{Н} - 2 \, \text{Н} = m \cdot 10 \, \text{м/с}^2
\]
\[
4 = 10m
\]
Отсюда находим массу:
\[
m = \frac{4}{10} = 0.4 \, \text{кг}
\]
Переведём массу в граммы:
\[
M = 0.4 \cdot 1000 = 400 \, \text{г}
\]
Ответ: масса груза \( M = 400 \, \text{г} \).
---
### 2. Теперь меняем местами динамометры и груз.
#### Найдём показания \( F_1 \) верхнего динамометра.
Когда динамометры и груз поменяли местами, груз теперь находится сверху, и верхний динамометр будет показывать сумму сил, действующих на груз и нижний динамометр.
Так как нижний динамометр теперь находится под грузом, он поддерживает груз с силой \( F_2 = 2 \, \text{Н} \), и сила тяжести действует на груз с силой \( mg = 4 \, \text{Н} \).
Следовательно, верхний динамометр показывает:
\[
F_1 = F_2 + mg = 2 \, \text{Н} + 4 \, \text{Н} = 6 \, \text{Н}
\]
Ответ: \( F_1 = 6 \, \text{Н} \).
---
#### Найдём показания \( F_2 \) нижнего динамометра.
Нижний динамометр теперь поддерживает только массу груза, а сила тяжести, действующая на груз, составляет:
\[
F_2 = mg = 4 \, \text{Н}
\]
Ответ: \( F_2 = 4 \, \text{Н} \).
---
Ответы:
- Масса груза \( M = 400 \, \text{г} \).
- Показание верхнего динамометра после перестановки \( F_1 = 6 \, \text{Н} \).
- Показание нижнего динамометра после перестановки \( F_2 = 4 \, \text{Н} \).