Груз на пружинах и блоках
4/10На какое расстояние переместится тело массой \(m\) в системе, показанной на рисунке, по сравнению с положением, в котором пружины не деформированы. Коэффициенты жесткости пружин показаны на рисунке, блоки невесомы, нити нерастяжимы.

▶Показать разборСкрыть разбор
ПодсказкаТело находится в равновесии, поэтому натяжение нити, на которой оно висит, равно \(mg\). Найдите натяжения всех нитей через \(mg\), затем удлинения пружин по закону Гука и связь опускания груза с удлинением нитей.
Ответ\(\Delta x = \dfrac{13\,mg}{12\,k}\).
РешениеПоскольку тело находится в равновесии, сила натяжения веревки, привязанной к телу, равна \(mg\). Следовательно, сила натяжения веревки, которая охватывает все три блока, равна \(mg/2\), а сила натяжения веревки, привязывающей к полу левый блок и удерживающей центральный, равна \(mg\).
По закону Гука веревка, привязывающая к полу левый блок, растянется на \(\Delta x_1 = \dfrac{mg}{2k}\); веревка, удерживающая центральный блок, — на \(\Delta x_2 = \dfrac{mg}{3k}\); веревка, охватывающая правый блок, — на \(\Delta x_3 = \dfrac{mg}{2k}\).
Поэтому часть веревки, охватывающей правый блок, станет длиннее на \[\Delta l = 2\Delta x_1 + 2\Delta x_2 + \Delta x_3 = \frac{13\,mg}{6k},\] что приведёт к опусканию тела на \[\Delta x = \frac{\Delta l}{2} = \frac{13\,mg}{12\,k}.\]
Похожие задачи
- Шесть блоков и груз МОШ 2009/10, 8 кл.
- Блок, стержень и грузы МОШ 2014/15, 8 кл.
- Система блоков и рычаг Курчатов 2017/18, 8 кл.
- Равновесие системы блоков МОШ 2019/20, 8 кл.
- Система блоков с тремя грузами МОШ 2020/21, 8 кл.
- Равновесие трёх блоков Росатом 2024/25, 8 кл.