2020-02-07
На рисунке показана система, содержащая два подвижных блока и три груза, массы которых $m, 2m$ и $M$. Какую массу $M$ нужно взять, чтобы вся система весила $4mg$? Блоки и нити считать невесомыми, нити нерастяжимыми. Движение всех грузов происходит в вертикальном направлении.
Решение:
Если вес всей системы, т.е. натяжение самой верхней нити, за которую мы тянем всю систему вверх, составляет $4mg$, то перекинутая через верхний блок нить имеет натяжение $2mg$, а нить связывающая грузы массой $m$ и $2m$, имеет натяжение $mg$. При этом груз массой $m$ имеет нулевое ускорение, ускорение груза массой $2m$ направлено при такой силе натяжения вниз и составляет $g/2$, тогда ускорение нижнего блока направлено вниз и равно $g/4$. С таким же ускорением, только направленным вверх, едет и груз массой $M$. Теперь легко определить его массу:
$2mg - Mg = M \frac{g}{4}, M = 1,6m$.