2017-11-06
Вначале систему грузов, изображенную на рис., удерживали в состоянии покоя. Первый груз лежит на горизонтальной поверхности, а два других висят на блоках. Оси крайних блоков неподвижны, а средний блок может передвигаться. Считая $m_{1}$ и $m_{3}$ заданными, определите массу груза $m_{2}$, при которой он будет оставаться неподвижным. Трением в системе, массами блоков и веревки пренебречь.
Решение:
Поскольку массами блоков можно пренебречь, силы натяжения нити по обе стороны блока будут одинаковы и численно равны $T$. Тогда в силу неподвижности груза массы $m_{2}$ можем записать (см. рис.):
$m_{2}g = 2T$. (1)
Уравнения движения грузов $m_{1}$ и $m_{3}$ соответственно будут иметь вид:
$T = m_{a}a$,
$m_{3}g - T = m_{3}a$.
В силу нерастяжимости нити смещение грузов $m_{1}$ и $m_{3}$ в любой момент времени одинаково, следовательно, и ускорения движения грузов по величине одинаковы.
Выражал силу натяжения $T$ и подставляя ее значение в уравнение (1), получим
$m_{2} = \frac{2m_{1}m_{3}}{m_{1} + m_{3}}$.