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#30911

Имеется система из трех тел с массами m  , 2m  и 3m  и двух невесомых блоков,один из которых неподвижный, второй – подвижный. Тела m  и 3m  привязывают к веревке, которую пропускают через блоки, тело 2m  привязывают к оси подвижного блока. До некоторого момента тела удерживают, а затем отпускают. Найти ускорения тел.
(«Росатом», 2020, 11)

PIC

Источники: Росатом, 2020, 11

Показать ответ и решение

На каждое тело действуют сила тяжести и сила натяжения веревки.

PIC

Поэтому второй закон Ньютона для всех тел в проекции на ось, направленную вертикально вниз, дает

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

Здесь a
 1   , a
 2   и a
 3   – ускорения тел массой m  , 2m  и 3m  соответственно, T  – сила натяжения веревки, привязанной к телам массой m  и 3m  , 2T  – сила нятяжения веревки, привязанной к телу 2m  . Умножая первое уравнение на 2 и складывая его со вторым, а последнее уравнение на 2 и вычитая из него второе уравнение, получим уравнения, в которые не входит сила натяжения веревки

(
{ a  + a  = 2g
    1   2            (1)
( 3a  − a  = 2g
     3    2

Получим уравнение связи ускорений. Если тело m  совершило перемещение Δx1   , а тело 2m  – перемещение Δx2   , направленное вниз, то слева от неподвижного блока потребуется кусок веревки длиной 2Δx2   и освободится кусок веревки длиной Δx1   . Поэтому тело 3m  совершит перемещение Δx1  − 2Δx2   , направленное вертикально вниз. А это значит, что

a3 = a1 − 2a2  (2)

Решая систему уравнений (1), (2), получим

     8-        2-        4-
a1 = 5 g  a2 = 5 g  a3 = 5 g

Все ускорения получились положительными, что означает, что направления ускорений были выбраны верными – все тела движутся вниз.
(Официальное решение Росатом)

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!