Wypiszmy dane podane w zadaniu:

$m_1=0,20kg$  

$m_2=0,05kg$  

$f=0,2$  

$l=0,9m$  

$t=2s$  

Przyjmujemy, że:

$g=10\frac{m}{s^2}$  

 

Zanim zaczniemy odpowiadać na poszczególne podpunktu musimy wykonać rachunki pomocnicze. Zacznijmy od podzielenia sobie ruchu klocka na dwa etapu. I etap - przed zerwaniem nici, II etap - po zerwaniu nici. 

I ETAP

Zapiszmy układ równań sił działających na klocka i obciążnik:

$\{\begin{array}{l}{m}_{1}a=F_N-T\\ m_{2}a=F_g-F_N\end{array}$  

gdzie a jest przyspieszeniem układu, m₁ jest masą klocka, m₂ jest masą obciążnika, T jest siłą tarcia o podłoże klocka, F_g jest siłą ciężkości działającą na obciążnik, F_N jest siłą naciągu nici. Siłę tarcia możemy przedstawić jako iloczyn współczynnika tarcia klocka i siły nacisku na podłoże tego klocka:

$T=fN$  

Natomiast w naszym przypadku siła nacisku jest równa sile ciężkości działającej na klocek, dlatego możemy zapisać, że:

$T=f{m}_{1}g$  

gdzie g jest przyspieszeniem ziemskim. Siłę ciężkości działającą na obciążnik możemy zapisać wzorem:

$F_g=m_{2}g$  

Otrzymujemy wówczas układ równań w postaci:

$\{\begin{array}{l}{m}_{1}a=F_N-f{m}_{1}g\\ m_{2}a=m_{2}g-F_N\end{array}$  

Wyznaczmy z tej zależności przyspieszenie z jakim porusza się układ: 

$\{\begin{array}{l}{m}_{1}a=F_N-f{m}_{1}g\mid +f{m}_{2}g\\ m_{2}a=m_{2}g-F_N\end{array}$  

$\{\begin{array}{l}{m}_{1}a+f{m}_{1}g=F_N\\ m_{2}a=m_{2}g-F_N\end{array}$  

$\{\begin{array}{l}{F}_N=m_{1}a+f{m}_{1}g\\ m_{2}a=m_{2}g-F_N\end{array}$  

$\{\begin{array}{l}{F}_N=m_{1}a+f{m}_{1}g\\ m_{2}a=m_{2}g-\left(m_{1}a+f{m}_{1}g\right)\end{array}$  

Skorzystajmy tylko z drugiego równania:

$m_{2}a=m_{2}g-\left(m_{1}a+f{m}_{1}g\right)$  

$m_{2}a=m_{2}g-m_{1}a-f{m}_{1}g\mid +m_{1}a$  

$m_{1}a+m_{2}a=m_{2}g-f{m}_{1}g$  

$\left(m_1+m_2\right)a=g\left(m_2-f{m}_1\right)\mid :\left(m_1+m_2\right)$