2019-06-22
Вес катушки равен $w$, а ее большой и малый радиусы - $R$ и $r$ соответственно. С помощью нитей, навитых по малому радиусу, катушка прикреплена к неподвижному бруску, а снизу к ней на нитях, навитых уже по большому радиусу, подвешен груз $W$ (см. рисунок). Вес груза подобран так, что катушка находится в равновесии. Чему равен вес груза $W$?
Решение:
Повернем катушку на угол $\phi$ против часовой стрелки вокруг ее оси. При этом груз $W$ опустится на расстояние $y = R \phi$, а центр тяжести катушки поднимется на $x = r \phi$, т. е. груз $W$ опустится на расстояние $y-x$. Из закона сохранения энергии $W(y - x) = wx$, откуда
$W = \frac{x}{y - x}w = \frac{r}{R - r}w$.