Альпинист массой m = 80 кг спускается с отвесной скалы, скользя по вертикальной веревке с ускорением a = 0,4 м/с2, направленным вниз. Пренебрегая массой веревки, определите силу T ее натяжения.
Решение
Согласно третьему закону Ньютона альпинист действует на веревку с такой же по модулю силой, с какой веревка действует на альпиниста. На альпиниста действуют две силы: сила тяжести  направленная вертикально вниз, и упругая сила  веревки, направленная вверх. По второму закону Ньютона
ma = mg – T.
Следовательно, сила натяжения веревки T равна
T = m(g – a) = 752 Н.
Если бы альпинист спускался по веревке с постоянной скоростью или неподвижно висел на ней, то сила T' натяжения была бы равна
Q = Q₁ + Q₂ (нагревание до t плавления и плавление)
Q = mc(t₂ - t₀) + λm
Q = m(λ + c(t₂ - t₀)
Первый случай (t₀ = 0°C)Q = m(λ + c(t₂ - t₀)
Q = 7(3,4*10⁵ + 4200(0 - 0)) = 7*3,4*10⁵ + 0 = 2,38 * 10⁶ Дж = 2,38 МДж
ответ: Q = 2,38 МДж
Второй случай (t₀ = -10°C)Q = m(λ + c(t₂ - t₀)
Q = 7(3,4*10⁵ + 4200(0 - (-10))) = 7(3,4*10⁵ + 4200*10) = 2674000 = 2,674 МДж
ответ: Q = 2,674 МДж
Третий случай (t₀ = -27°C)Q = m(λ + c(t₂ - t₀)
Q = 7(3,4*10⁵ + 4200(0 - (-27))) = 7(3,4*10⁵ + 4200*27) = 3173800 Дж = 3,1738 МДж
ответ: Q = 3,1738 МДж
Объяснение:
Альпинист массой m = 80 кг спускается с отвесной скалы, скользя по вертикальной веревке с ускорением a = 0,4 м/с2, направленным вниз. Пренебрегая массой веревки, определите силу T ее натяжения.
Решение
Согласно третьему закону Ньютона альпинист действует на веревку с такой же по модулю силой, с какой веревка действует на альпиниста. На альпиниста действуют две силы: сила тяжести  направленная вертикально вниз, и упругая сила  веревки, направленная вверх. По второму закону Ньютона
ma = mg – T.
Следовательно, сила натяжения веревки T равна
T = m(g – a) = 752 Н.
Если бы альпинист спускался по веревке с постоянной скоростью или неподвижно висел на ней, то сила T' натяжения была бы равна
T' = mg = 784 Н.