Задачи › Нити и блоки

Обезьяна и подвижный блок

  1. Обезьяна и подвижный блок

    Физтех 2023/24, 10 кл.
    5/10

    Через подвижный блок \(\Pi\) перекинута лёгкая нерастяжимая верёвка. На одном конце верёвки, ухватившись за неё, висит обезьяна. На другом конце верёвки висит груз массой, равной массе обезьяны. Подвижный блок \(\Pi\) уравновешен грузом, прикреплённым к лёгкой нерастяжимой верёвке, перекинутой через неподвижный блок \(H\) (см. рис.). Вначале система покоится. Начиная с некоторого момента обезьяна движется вверх с постоянной скоростью относительно верёвки. Найдите модуль перемещения подвижного блока \(\Pi\) в лабораторной системе отсчёта к моменту времени, когда обезьяна выберет \(2\) \(\text{м}\) верёвки. Ответ приведите в метрах и округлите до десятых. Считайте, что все тела приходят в движение мгновенно и движутся по вертикали. Верёвки скользят по блокам без трения.

    Рисунок
    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Перемещение блока связано с перемещением обезьяны относительно верёвки. Запишите второй закон Ньютона для груза и обезьяны и найдите связь ускорений в ЛСО.

    Ответ

    \(0{,}5\) \(\text{м}\).

    Решение

    Пусть \(a_1\) — ускорение груза подвижного блока \(\Pi\) в ЛСО во время набора скорости обезьяной, \(a_2\) — ускорение обезьяны в ЛСО, \(a_{\text{отн}}\) — ускорение обезьяны относительно подвижного блока. Применяя поочерёдно второй закон Ньютона для грузов и обезьяны, находим \(a_1 = a_2\), \(a_2 = a_{\text{отн}} - a_1\), откуда \(a_{\text{отн}} = 2a_1\). Перемещение обезьяны относительно блока \(s_{\text{отн}} = 2s_1\), где \(s_1\) — перемещение блока в ЛСО. С другой стороны, \(s_{\text{отн}} = \dfrac{s}{2}\), где \(s\) — перемещение обезьяны относительно верёвки. Отсюда \[|s_1| = \frac{s}{4} = \frac{2~\text{м}}{4} = 0{,}5~\text{м}.\]

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи