2014-05-30
Система состоит из трех блоков и трех тел массой $m$ каждое, связанных невесомыми нерастяжимыми нитями (рис.). Блоки А и В жестко закреплены на обшей оси. Масса блока С пренебрежимо мала. Трение между нитью и блоками отсутствует. Найдите ускорения тел.
Решение:
Поскольку нить невесома и трение между нитями и блоками отсутствует, то сила натяжения нити $T$ в любом ее сечении одинакова. В соответствии с этим на левый и средний грузы действует вверх одинаковая сила $T$, а вниз - одинаковая сила $mg$.
Под действием этих сил оба тела получают одинаковое ускорение и, удовлетворяющее уравнению
$mg-T=ma$ (1)
Тaк как нить нерастяжима, то правый груз будет двигаться в противоположном направлении с ускорением - $a$. Вместе с ним будет двигаться и блок С.
Выпишем уравнение движения системы, образованной правым грузом и блоком С. Поскольку, по условию задачи, масса блока пренебрежимо мала, то масса системы есть $m$. Со стороны двух нитей на систему вверх действует сила $2Т$, вниз- сила $mg$. Под действием разности этих сил система приобретает ускорение - $a$. Согласно II
закону Ньютона
$mg - 2Т = - ma$. (2)
Исключая из двух уравнений (1), (2) неизвестное $Т$ и решая получающееся уравнение относительно $a$, находим $a=g/3$.
Таким образом, левый и центральный грузы движутся вниз с ускорением $g/3$, а правый - вверх с таким же ускорением.