2014-06-01
Два шкива соединены ременной передачей. Ведомый шкив, вращаясь, поднимает груз. При этом совершается некоторая работа. Энергия, необходимая для совершения работы, передается от ведущего шкива к ведомому через ремень в виде потенциальной энергии упругой деформации растянутого ремня. Однако, как видно из рисунка, растянутые части ремня, несущие энергию, движутся не от ведущего шкива к ведомому, а наоборот. Как же происходит передача энергии от ведущего шкива к ведомому?
Решение:
Проще всего разобраться в том, как передается энергия, если рассмотреть, что происходит при увеличении скорости вращения ведущего шкива. Действительно, тогда шкив сообщает ближайшим участкам ремня ускорение и деформация ремня возрастает. Возрастает и сила натяжения ремня. Это приводит к тому, что появляется ускорение у следующих участков ремня и т. д. По ремню бежит волна деформации от ведущего шкива к ведомому. Если $c$ - скорость звука в ремне (с такой скоростью распространяется упругое возмущение в неподвижном ремне) и $v$ - скорость движения ремня, то $c$ - $v$ есть скорость распространения волны деформации от ведущего шкива к ведомому.