Задачи › Сила упругости, пружины и их соединения

Пружины и три блока

  1. Пружины и три блока

    Росатом 2016/17, 9 кл.
    4/10

    Три одинаковые пружины с коэффициентами жёсткости \(k\) связаны кусками невесомой нерастяжимой нити. Полученная нить переброшена через три невесомых блока, привязанных к вертикальным стенам с помощью одинаковых пружин с коэффициентами жёсткости \(3k\) (см. рисунок). На конец нити действуют силой \(F\). Насколько переместится при этом конец нити?

    Рисунок
    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Сила натяжения нити одинакова во всех точках. Найдите растяжения пружин жёсткостью \(k\) и \(3k\), а затем длину нити, освободившейся при смещении блоков.

    Ответ

    \(\Delta l = \dfrac{7F}{k}\).

    Решение

    Сила натяжения нити, охватывающей блоки, одинакова во всех точках. Поэтому пружины с коэффициентами жёсткости \(k\) растянуты на \[\Delta x = \frac{F}{k}.\] На блоки со стороны этой нити действует сила \(2F\). Поэтому пружины с жёсткостью \(3k\) растянуты на \[\Delta x_1 = \frac{2F}{3k},\] и за счёт перемещения каждого из них освобождается кусок нити, переброшенной через блоки, длиной \(2\Delta x_1\) (с одной и другой стороны от каждого блока). Поэтому перемещение конца нити равно \[\Delta l = 3\Delta x + 6\Delta x_1 = \frac{3F}{k} + \frac{6\cdot 2F}{3k} = \frac{7F}{k}.\]

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи