Тема . Механика. Динамика и Статика

.05 Кинематические связи

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела механика. динамика и статика
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#30906

В системе, показанной на рисунке, массы грузов равны соответственно m1  = m3  = m  = 0,1 кг  , m2  = 3m  . Первоначально систему удерживают, затем отпускают. Грузы приходят в движение. Начальные скорости всех грузов нулевые. Ускорение свободного падения g = 10 м/с2   . Массы блоков и нитей по сравнению с массой грузов пренебрежимо малы. Нерастяжимые нити свободно скользят по блокам.
1. Найдите скорость V1   груза 1 в тот момент, когда груз 2 опустится на H =  0,5 м  .
2. Найдите силу T2   натяжения нити, на которой подвешен груз 2.
(«Физтех», 2019, 9)

PIC

Источники: Физтех, 2019, 9

Показать ответ и решение

PIC

1) Так как нить нерастяжима, то

x1 + 2x2 + x3 = const.

Продифференцировав

v1 + 2v2 + v3 = 0.

Продифференцировав ещё раз, получим

− a1 + 2a2 − a3 = 0. (1)

Пусть сила натяжения нити равна T  , она всюду одинакова. Тогда

(
|| T −  mg =  ma1
|{
  3mg  − 2T  = 3ma2    (2)
|||
( T −  mg =  ma3

Тогда из (2)

T  − mg  = ma1  = ma3  ⇒  a3 = a1 = a.

Ускорения грузов 1 и 3 равны, тогда

− a + 2a2 − a = 0 ⇒  a2 = a.

Так как a1 = a3   , то x1 = x3 = x  , если груз 2 опустится на H

(x − Δx ) + 2(x +  H ) + (x − Δx ) = x + 2x + x ⇒  Δx  = H.
               2                           2

Значит, грузы 1 и 3 тоже изменили положение на H  . Аналогично, для скоростей v1 = v3 = v  .

v + 2v2 + v = 0 ⇒ v2 = − v

Запишем закон сохранения энергии

                       2        ∘ -----   √ --
3mgH   =  2mgH   + 5mv---⇒  v =    2gH--=   2 м/ с
                     2              5

2) Так как сначала система находилась в покое, то их скорости равны 0, уравнение кинематики для второго груза на ось x

      2        √ -----
H =  v--⇒  v =   2aH.
     2a

Откуда

2gH--               g-
  5  =  2aH  ⇒  a = 5.

Для второго груза T2 =  2T

                    3mg          12
3mg  − T2 = 3ma  =  -----⇒  T2 = ---mg  = 2,4 Н
                      5           5
Ответ:

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!