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#30907

На легкой нерастяжимой веревке с помощью трех блоков подвешены два груза. Блоки легкие, вращаются без трения, веревка по ним не скользит. Один из концов веревки закреплен на шкиве выключенной лебедки. Удерживая груз 2 на месте, включают лебедку и сразу после этого груз 2 отпускают. Лебедка вытягивает веревку с постоянной скоростью u = 2 м/ с  . Спустя какое время скорости грузов окажутся равны по модулю? Соотношение масс грузов m2  : m1 = 2  . Ускорение свободного падения g = 10 м/ с2   .
(«Покори Воробьёвы горы!», 2019, 7–9)

PIC

Источники: Покори Воробьёвы горы, 2019, 7–9

Показать ответ и решение

Направим координатную ось x  вертикально вниз.

PIC

Сумма длин вертикальных отрезков нити в процессе движения системы должна убывать со скоростью вытягивания веревки лебедкой. Поэтому координаты грузов x
 1,2   должны удовлетворять соотношению

x +  x +  x =  const − ut ⇒ 2x  + x  =  const − ut.
 2    1    1                   1    2

Следовательно, изменения этих координат за малое время Δt  связаны соотношением

2Δx1 +  Δx2 =  − u Δt

которое означает, что в любой момент времени проекции скоростей этих тел на ось x  связаны

2v1 + v2 = − u.

Движение, согласно условию, начинается таким образом, что при t = 0  скорость второго груза v2(0) = 0  . Значит, v1(0 ) = − u-.
          2  Рассуждая аналогично, замечаем, что проекции ускорений грузов также связаны: a2 = − 2a1.  Кроме того, эти ускорения удовлетворяют уравнениям движения, следующим из 2 закона Ньютона:

(
{ 2T −  m1g =  m1a1

( T − m2g  = m2a2

Здесь T  – сила натяжения нити. С учетом, что a  = − 2a
 2       1   , получим

(
{ 2T −  m1g =  m1a1
                           ⇒  − m1g + 4m1g  = m1a1  + 8m1a1
( 2T −  4m1g =  − 8m1a1

Откуда ускорение a1

a  =  g- (Н апр авлено ввер х)
  1   3

А

                2g-
a2 =  − 2a1 = − 3   (Н апра влено вни з)

Законы изменения скоростей грузов записываются в виде

         u    g           2
v1(t) = −--−  -t  v2(t) = --gt.
          2   3           3

Условие |v1(t)| = |v2(t)| выполняется при t

u-+  gt = 2gt ⇒  t = 3u-.
2    3    3          2g

(Официальное решение ПВГ)

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!