2021-01-30
На гладком горизонтальном столе лежат два одинаковых кубика массой $m$, соединенные невесомой пружиной жесткости $k$. Длина пружины в нерастянутом состоянии равна $l_{0}$ (рис.). К правому кубику привязана невесомая и нерастяжимая нить с грузом массой $2m$ на конце. В некоторый момент времени этот груз отпускают, и система начинает двигаться без начальной скорости. Найти максимальное расстояние между кубиками при движении системы. Блок невесом.
Решение:
Когда пружина растянута до максимальной длины, сжимающие тел силы $\vec{F}_{упр}$ и $\vec{F}_{упр}^{ \prime}$ и вся система будет двигаться с одним ускорением
По 2-му закону Ньютона:
$2mg + T - T + F_{упр} - F_{упр}^{ \prime } = (m + m + 2m)a$
$a = \frac{2mg}{4m} = \frac{g}{2}$
2-ой закон Ньютона для левого тела
$F_{упр} = ma$
$k \Delta x = \frac{mg}{2}$
$\Delta x_{max} = \frac{mg}{2k}$
Длина растянутой пуржины:
$l_{max} = l_{0} + \frac{mg}{2k}$