Задачи › Динамика блоков и нитей

Блок, поднимаемый с ускорением

  1. Блок, поднимаемый с ускорением

    Росатом 2019/20, 11 кл.
    4/10

    Через блок перекинута невесомая и нерастяжимая верёвка, прикреплённая к двум телам массой \(m\) и \(1{,}5m\) (см. рисунок). Тело массой \(m\) висит, тело массой \(1{,}5m\) лежит на горизонтальной опоре. С каким ускорением надо поднимать блок, чтобы второе тело оторвалось от опоры?

    Рисунок
    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Сила натяжения верёвки при нулевом ускорении блока равна \(mg\). Найдите, при каком ускорении блока она станет равна \(1{,}5mg\), учитывая, что ускорение тела \(m\) вдвое больше ускорения блока.

    Ответ

    \(a \geq \dfrac{g}{4}\).

    Решение

    Пока тело массой \(1{,}5m\) не отрывается от опоры, второй закон Ньютона для тела массой \(m\) (ось направлена вверх): \[T - mg = ma_1,\] где \(T\) — сила натяжения верёвки, \(a_1\) — ускорение тела \(m\). Поскольку при смещении блока на некоторое расстояние тело \(m\) поднимается на вдвое большее расстояние, \(a_1 = 2a\), и \[T = 2ma + mg.\] Сила натяжения становится равной \(1{,}5mg\) при \(a = \dfrac{g}{4}\). Значит, второе тело оторвётся от опоры при \[a \geq \frac{g}{4}.\]

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи