Система из восьми блоков
4/10На столе находятся 8 блоков — 4 неподвижных и 4 подвижных. Система блоков показана на рисунке (вид сверху): подвижные блоки — крупные, неподвижные — маленькие. Через блоки перекинута верёвка так, как это показано на рисунке, а к одному из подвижных блоков прикреплён груз. В некоторый момент времени три подвижных блока начинают тянуть со скоростями \(v\), \(2v\) и \(3v\), показанными на рисунке. Найти скорость груза. Верёвки нерастяжимы.

▶Показать разборСкрыть разбор
ПодсказкаНайдите, на сколько каждый из блоков сдвинется за малое время \(\Delta t\), и сравните, сколько верёвки нужно «добавить» и сколько «освободить» на каждом участке.
Ответ\(v_{\text{гр}} = 4v\).
РешениеПусть в некоторый момент блоки занимают положение, показанное на рисунке. За малое время \(\Delta t\) три подвижных блока, которые тянут, переместятся на расстояния \(v\Delta t\) (налево), \(2v\Delta t\) (налево) и \(3v\Delta t\) (вверх на рисунке). Значит, верёвка справа от двух подвижных блоков должна укоротиться на \(2v\Delta t\), слева — удлиниться на \(4v\Delta t\), сверху — удлиниться на \(6v\Delta t\). Поэтому потребуется «лишняя» верёвка длиной \[6v\Delta t + 4v\Delta t - 2v\Delta t = 8v\Delta t,\] которая может взяться только из нижней петли, охватывающей блок с грузом. Значит, этот блок (а вместе с ним и груз) поднимется вверх на \(4v\Delta t\), чтобы освободить кусок верёвки, необходимый для перемещения остальных блоков. За время \(\Delta t\) груз переместился на расстояние \(4v\Delta t\), значит, его скорость равна \(4v\).
Похожие задачи
- Лодка на верёвке МОШ 2010/11, 9 кл.
- Бельевая верёвка с мокрой одеждой «Надежда энергетики» 2015/16, 11 кл.
- Натяжение нити в системе брусков «Надежда энергетики» 2015/16, 9 кл.
- Крепление для картины «Надежда энергетики» 2016/17, 7 кл.
- Грузы на подвижном и неподвижном блоках Физтех 2017/18, 9 кл.
- Два груза на нитях Ведомственная 2017/18, 9 кл.