Падающие грузы и пружина
7/10На рисунке изображена механическая система, в которой через невесомый блок с прикреплённой к потолку горизонтальной осью перекинута невесомая нерастяжимая нить. К концам нити прикреплены небольшие грузы массами \(m\) и \(2m\). Груз \(2m\) лежит на горизонтальной опоре. Груз \(m\) висит. К грузу \(m\) через невесомую идеальную пружину с жёсткостью \(k\), расположенную вертикально и имеющую небольшую длину \(L_0\), прикреплён второй такой же груз \(m\). В начальный момент пружина не деформирована, и второй груз \(m\) лежит на той же опоре, что и груз \(2m\). Расстояние от верхнего груза \(m\) до блока равно \(l_0\). Свободные участки нити, не лежащие на шкиве блока, вертикальны. В момент времени \(t = 0\) опора исчезает (её быстро убирают вниз). Через время \(\tau\) после этого один из грузов коснулся блока. Какой это груз? При каком значении \(l_0\) время \(\tau\) максимально? Чему равно это максимальное значение \(\tau\)?

▶Показать разборСкрыть разбор
ПодсказкаСведите динамику к колебаниям: свяжите ускорения грузов через нерастяжимую нить и через удлинение пружины, и найдите период получившихся колебаний.
ОтветБлока первым коснулся верхний груз \(m\); это могло произойти через максимальное время \(\tau_{\max} = \pi\sqrt{3m/(4k)}\), которое обеспечивается при \(l_0 = mg/(2k)\).
Похожие задачи
- Блоки, нити и пружина МОШ 2010/11, 10 кл.
- Грузы и блоки МОШ 2011/12, 9 кл.
- Блок и соскальзывающие грузы МОШ 2025/26, 10 кл.
- Брусок, доска и кубик МОШ 2011/12, 11 кл.
- Груз с трением, зависящим от координаты МОШ 2012/13, 11 кл.
- Груз и ящик с катушкой МОШ 2015/16, 9 кл.