Задачи › Связанные тела

Три связанных тела

  1. Три связанных тела

    МОШ 1985/86, 8 кл.
    5/10

    Два связанных тела массой \(m_2\) и \(m_3\) скользят по двум гладким наклонным поверхностям неподвижного клина (см. рисунок). К телу \(m_2\) прикреплена нить, соединяющая его с телом массой \(m_1\), лежащим на гладкой горизонтальной поверхности. Найдите силу натяжения \(T\) этой нити. Трением можно пренебречь, нити считайте невесомыми и нерастяжимыми. Ускорение свободного падения равно \(g\).

    Рисунок
    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Ответ

    \(T = \dfrac{m_3\sin\alpha_2 - m_2\sin\alpha_1}{m_1 + m_2 + m_3}\,m_1 g\), если \(m_3\sin\alpha_2 > m_2\sin\alpha_1\); если \(m_3\sin\alpha_2 \leqslant m_2\sin\alpha_1\), то \(T = 0\).

    Решение

    Предположим, что все три тела движутся вправо (см. рис. 1.59). Тогда интересующая нас нить натянута, а поскольку все нити нерастяжимы, то ускорения тел одинаковы по величине и равны \(a\). Запишем уравнения движения тел в проекциях на направления их движений (\(T_1\) — сила натяжения нити, связывающей тела 2 и 3):

    Рисунок

    \[m_1a = T,\quad m_2a = T_1 - T - m_2g\sin\alpha_1,\quad m_3a = m_3g\sin\alpha_2 - T_1.\] Складывая все уравнения друг с другом, находим: \[(m_1 + m_2 + m_3)a = (m_3\sin\alpha_2 - m_2\sin\alpha_1)g,\] откуда \[T = \dfrac{m_3\sin\alpha_2 - m_2\sin\alpha_1}{m_1 + m_2 + m_3}\,m_1g.\] Если тела 2 и 3 движутся влево, то тело 1 стоит на месте, и \(T = 0\). Так будет, если \(m_3\sin\alpha_2 \leqslant m_2\sin\alpha_1\).

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи