1) Равнодействующая сил, действующих на гирю, равна 20 Н и направлена вертикально вверх.
2) Сила, с которой гиря действует на мальчика, равна 100 Н и направлена вертикально вниз.
3) Гиря действует на руку мальчика с силой 120 Н, направленной вертикально вниз.
4) Если мальчик приложит к гире силу 102 Н, направленную вертикально вверх, он не сможет её поднять.
5) Ускорение гири равно 8 м/с².
Ответ: __________.
Сила руки мальчика: F = 120 Н, направлена вверх.
Вес гири: P = mg. При школьных расчётах обычно берут g = 10 м/с², тогда
P = 10 кг · 10 м/с² = 100 Н, направлен вниз.
Равнодействующая сил, действующих на гирю:
Fₑ = F – P = 120 Н – 100 Н = 20 Н (вверх).
Ускорение гири:
a = Fₑ / m = 20 Н / 10 кг = 2 м/с² (вверх).
Теперь проверим высказывания.
1) «Равнодействующая сил, действующих на гирю, равна 20 Н и направлена вертикально вверх.»
Верно (вычислено выше).
2) «Сила, с которой гиря действует на мальчика, равна 100 Н и направлена вертикально вниз.»
Неверно. По третьему закону Ньютона гиря действует на руку с той же силой, с какой рука действует на гирю, т.е. 120 Н (вниз).
3) «Гиря действует на руку мальчика с силой 120 Н, направленной вертикально вниз.»
Верно (см. пункт 2).
4) «Если мальчик приложит к гире силу 102 Н, направленную вертикально вверх, он не сможет её поднять.»
Неверно. 102 Н > 100 Н (вес гири), значит равнодействующая будет 2 Н вверх; гиря поднимется, хоть и с небольшим ускорением 0,2 м/с².
5) «Ускорение гири равно 8 м/с².»
Неверно. Правильное значение a = 2 м/с².
Правильные утверждения: 1 и 3.