Задачи › Массивный канат, распределённая нагрузка

Тянут канат

  1. Тянут канат

    МОШ 2022/23, 10 кл.
    5/10

    Внутри закреплённой горизонтальной тонкой трубки, изогнутой в форме полуокружности радиуса \(R\), расположен однородный гибкий канат длиной \(\pi R\), масса которого равна \(m\). Канат начинают тянуть за свободный конец \(A\), прикладывая силу по касательной, как показано на рисунке.

    Рисунок

    Чему равна и куда направлена суммарная сила реакции трубки, действующая на канат, если ускорение точки \(A\) каната равно \(a\)? Считайте внутренние стенки трубки гладкими, а канат нерастяжимым. Рассмотрите начальный момент времени, когда скорость каната равна нулю. Силой тяжести можно пренебречь.

    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Запишите теорему о движении центра масс каната: сумма внешних сил равна \(m\vec a_{\text{цм}}\). Найдите ускорение центра масс, разбив канат на малые элементы, ускорения которых направлены по касательной.

    Ответ

    \(R_{\text{р}} = ma\,\dfrac{\sqrt{4+\pi^2}}{\pi^2}\),  \(\alpha = \operatorname{arctg}\dfrac{\pi}{2}\).

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи