2019-06-22
Груз весом $W = 50 кг$ подвешен в средней точке проволоки АСВ, как показано на рисунке; $AC = CB = 5 м; AB = 5 \sqrt{2} м$. Найдите натяжение $T$ проволоки.
Решение:
Представим себе, что груз весом $W$ уравновешен при помощи некоторого другого грузика, который подвешен на маленьком блоке, как показано на рисунке. Вопрос о натяжении проволоки сводится, таким образом, к вопросу о величине веса грузика, так как натяжение проволоки равно весу грузика. Обозначим поэтому вес грузика через $T$.
Предположим теперь, что грузик $T$ поднялся на небольшую высоту $h$. При этом груз $W$ опустится на расстояние $H$, а проволока ВС повернется на малый угол $\Delta \alpha$. Размеры проволок АС и АЗ таковы, что угол АСВ прямой, поэтому $H = CC^{ \prime} \sin 45^{ \circ} = h/ \sqrt{2}$ (угол $\Delta \alpha$ - маленький, поэтому $CC^{ \prime}$ можно считать продолжением АС).
Увеличение потенциальной энергии грузика $T$ по закону сохранения энергии равно уменьшению потенциальной энергии груза $W$, т. е. $Th = WH$, откуда
$T = \frac{H}{h} W = \frac{W}{ \sqrt{2} } \approx 35,5 кГ$.