Обезьяна и подвижный блок
5/10Через 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.

▶Показать разборСкрыть разбор
ПодсказкаПеремещение блока связано с перемещением обезьяны относительно верёвки. Запишите второй закон Ньютона для груза и обезьяны и найдите связь ускорений в ЛСО.
Ответ\(0{,}5\) \(\text{м}\).
РешениеПусть \(a_1\) — 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 \[|s_1| = \frac{s}{4} = \frac{2~\text{м}}{4} = 0{,}5~\text{м}.\]
Похожие задачи
- Балка на пружине и блоках Санкт-Петербургская 2013/14, 10 кл.
- Человек, ящик и блок «Шаг в будущее» 2014/15, 9 кл.
- Груз на двух блоках МОШ 2015/16, 9 кл.
- Груз, пружина и брусок «Шаг в будущее» 2015/16, 11 кл.
- Пираты и блоки Санкт-Петербургская 2015/16, 7 кл.
- Два груза на подвижном блоке: равновесие и ускорение Физтех 2017/18, 9 кл.