Чтобы определить ускорение груза массой 200 г (0.2 кг), поднимаемого вертикально вверх силой 5 Н, нужно применить второй закон Ньютона, который гласит:
[ F = ma ]
где:
- ( F ) — это результирующая сила, действующая на тело,
- ( m ) — масса тела,
- ( a ) — ускорение тела.
На груз массой 0.2 кг действуют две силы:
- Сила тяжести (( F_g )), направленная вниз и равная ( mg ), где ( g ) — ускорение свободного падения (приблизительно 9.8 м/с²).
- Подъемная сила (( F_p )), направленная вверх и равная 5 Н.
Сила тяжести рассчитывается так:
[ F_g = mg = 0.2 \, \text{кг} \times 9.8 \, \text{м/с²} = 1.96 \, \text{Н} ]
Теперь нужно найти результирующую силу (( F_{res} )), действующую на груз. Поскольку подъемная сила и сила тяжести направлены в противоположные стороны, результирующая сила будет равна разности этих сил:
[ F_{res} = F_p - F_g = 5 \, \text{Н} - 1.96 \, \text{Н} = 3.04 \, \text{Н} ]
Теперь, используя второй закон Ньютона, можно найти ускорение:
[ F_{res} = ma ]
[ 3.04 \, \text{Н} = 0.2 \, \text{кг} \times a ]
Решим это уравнение для ускорения ( a ):
[ a = \frac{3.04 \, \text{Н}}{0.2 \, \text{кг}} = 15.2 \, \text{м/с²} ]
Таким образом, ускорение груза равно 15.2 м/с².