Задачи › Динамика блоков и нитей

Грузы на блоке

  1. Грузы на блоке

    МОШ 1960/1986, 8-11 кл.
    5/10

    На концах невесомой нерастяжимой нити, переброшенной через невесомый блок, находятся два груза одной и той же массы (рис. 38). Сначала система покоится и грузы находятся на одном уровне. Затем правому грузу толчком сообщается горизонтальная скорость \(v\) в плоскости рисунка.

    Какой из грузов окажется ниже через некоторое время?

    Рисунок
    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Ответ

    Ниже окажется правый груз (тот, которому сообщили скорость).

    Решение

    Благодаря начальным условиям (левый груз неподвижен, правому сообщена скорость \(v\)) левый груз будет двигаться по прямой, правый помимо движения по прямой будет совершать колебания. В некоторый момент времени на левый груз по вертикали действует сила \(mg - T\), на правый \(mg - T\cos\varphi\) (рис. 176; вертикальная ось направлена вниз). Здесь \(T\) — сила натяжения нити. Отсюда следует, что разность вертикальных составляющих ускорений правого (\(a_1\)) и левого (\(a_2\)) грузов, равная \[a_1 - a_2 = \left(g - \frac{T}{m}\cos\varphi\right) - \left(g - \frac{T}{m}\right) = \frac{T}{m}(1 - \cos\varphi),\] всегда неотрицательна. Поскольку относительное расстояние и относительная скорость грузов по вертикали в начальный момент равны нулю, то с течением времени разность ординат правого и левого грузов будет увеличиваться, т. е. в любой момент времени правый груз находится ниже левого.

    Рисунок

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи