Задачи › Нити и блоки

Три груза на нитях и блоках

  1. Три груза на нитях и блоках

    «Бельчонок» 2021/22, 9 кл.
    4/10

    На рис. 2 представлена система, состоящая из невесомых нитей, блоков, трех грузов массами \(m_1\), \(m_2\), \(m_3\). Определите массу третьего груза, если угол \(ABC\) прямой, \(m_1 = 8\) кг, \(m_2 = 10\) кг. Трения в блоках нет. Система находится в равновесии. Ускорение свободного падения принять за \(g = 10\) м/с\(^2\).

    Рисунок
    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Натяжение нити равно весу подвешенного груза. Для точки \(B\) три натяжения должны уравновешивать друг друга; прямой угол между двумя из них даёт соотношение между сторонами треугольника сил.

    Ответ

    \(m_3 = \sqrt{m_2^2 - m_1^2} = 6\) кг.

    Решение

    Из условий равновесия каждого из грузов: \(T_1 = m_1 g\), \(T_2 = m_2 g\), \(T_3 = m_3 g\).

    Для точки \(B\) выполняется \(\vec T_1 + \vec T_2 + \vec T_3 = 0\). Из векторной диаграммы сил видно, что \[T_2^2 = T_1^2 + T_3^2 - 2T_1T_3\cos\alpha.\] Так как угол \(ABC\) прямой, \(\alpha = 90^\circ\), и после подстановки \(T_1\), \(T_2\), \(T_3\): \[m_3 = \sqrt{m_2^2 - m_1^2} = 6~\text{кг}.\]

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи