Кольцо на нити
Кольцо подвесили на лёгкой нерастяжимой нити и отпустили в положении, когда нить образовывала прямоугольный треугольник с одной горизонтальной стороной и углами \(90^\circ\) и \(30^\circ\) при этой стороне (см. рисунок). Найдите ускорение кольца в начале его движения. Трения нет. Ускорение свободного падения \(g\).

▶ПодсказкаСкрыть: подсказка
ПодсказкаНерастяжимость нити связывает проекции скорости кольца на оба участка нити. Из этого следует направление ускорения; сила натяжения при этом перпендикулярна ему.
▶ОтветСкрыть: ответ
Ответ\(a=g/2\).
▶РешениеСкрыть: решение
Решение1) Из условия сохранения длины нити проекции скорости кольца на направления двух исходящих из него отрезков нити должны быть равны по величине. Отсюда следует, что скорость, а также ускорение должны быть направлены вдоль биссектрисы угла \(B_1BC\) (см. рисунок). Таким образом, ускорение в начальный момент направлено под углом \(-30^\circ\) к горизонту.

2) Силы натяжения нити слева и справа от кольца одинаковы по величине, и их равнодействующая \(\vec F\) направлена вдоль биссектрисы угла \(ABC\), или под углом \(60^\circ\) к горизонту.
3) Направления силы \(\vec F\) и ускорения взаимно перпендикулярны. Поэтому ускорение определяется исключительно проекцией силы тяжести \(mg_\parallel\) на направление движения: \(ma=mg_\parallel=mg\cos60^\circ=mg/2\).
Прочитали решение — спросите себя, как можно было до этого додуматься. А через день-два решите задачу заново, не подглядывая.
Похожие задачи
- Катушка на рейках Савченко, №1.5.2
- Стержень и клин Савченко, №1.5.3
- Монета на клине Савченко, №1.5.4
- Задача 1.5.5 Савченко, №1.5.5
- Проекции скоростей твёрдого тела Савченко, №1.5.7
- Циклоиды Савченко, №1.5.8