Задачи › Сила упругости, пружины и их соединения

Два динамометра и груз

  1. Два динамометра и груз

    МОШ 2017/18, 11 кл.
    6/10

    У Васи есть два совершенно одинаковых динамометра с очень лёгкими пружинами и массивными корпусами. Эти динамометры не отградуированы, но оба имеют шкалы с линейной зависимостью показаний от растяжения пружины. Если к крючку пружины динамометра подвесить груз с известной массой \(m\), и держать динамометр за корпус вертикально, то динамометр показывает некоторое значение \(F_1\) (см. рисунок). Если прикрепить тот же груз к корпусу динамометра и удерживать динамометр с грузом в вертикальном положении за крючок пружины, то динамометр показывает другое значение \(F_2\) (причём \(F_2 > F_1\)). Вася привязал другой груз с неизвестной массой \(M\) между двумя динамометрами, и держит сверху эту конструкцию за её наивысшую точку так, что динамометры занимают вертикальное положение. При этом верхний динамометр показывает значение \(F_3\), а нижний динамометр показывает значение \(F_4\). Основываясь на результатах проведённых измерений, Вася вычислил массу \(M\) груза. Чему может быть равна эта масса \(M\), если все четыре упомянутых показания динамометров различны и не равны нулю? Крючок пружины ненагруженного динамометра выступает за пределы его корпуса.

    Рисунок
    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Показание динамометра линейно зависит от силы, растягивающей пружину: \(F = A + \alpha\cdot(\text{масса})\). Переберите, как каждый из двух динамометров может быть включён в цепочку (пружина ниже корпуса или выше) и какую массу удерживает его пружина.

    Ответ

    В зависимости от способа подвешивания масса груза могла быть равна \(M = \dfrac{F_1 - F_2 + F_3 - F_4}{F_1 - F_4}\,m\), или \(M = \dfrac{F_1 - F_2 + F_3 - F_4}{F_2 - F_4}\,m\), или \(M = \dfrac{F_3 - F_4}{F_2 - F_4}\,m\), или \(M = \dfrac{2F_1 - 2F_2 + F_3 - F_4}{F_1 - F_4}\,m\).

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи