2017-10-29
К концам нити, перекинутой через два блока, подвешены одинаковые грузы (рис.). Такой же груз подвешен к середине отрезка АВ этой нити (точка С) и удерживается на таком уровне, что отрезок нити АВ является прямолинейным. Расстояние между блоками $2l$. На сколько опустится средний груз, если нить DC пережечь?
Решение:
До пережигания нити система находится в состоянии 1. После пережигания она, пройдя через состояние равновесия 2, достигает состояния 3. В состоянии равновесия
$\frac{P}{2P} = \frac{H_{0}}{ \sqrt{l^{2} + H_{0}^{2}}}$.
Очевидно, потенциальная энергия системы в состоянии 1 относительно состояния 2 равна
$E_{п} = PH_{0} - 2P ( \sqrt{l^{2} + H_{0}^{2}} - l)$.
Такой же потенциальной энергией относительно состояния 2 система обладает и в состоянии 3:
$E_{п} = 2P( \sqrt{l^{2} + H^{2}} - \sqrt{l^{2} + H_{0}^{2}}) - P(H - H_{0})$.
Приравняв два последних выражения и учитывая первое соотношение, получим
$H = \frac{3}{4}l$.