2017-11-19
Невесомая нерастяжимая нить привязана к небольшому кубику. Затем она пропущена ещё сквозь 3 таких же кубика, как показано на рисунке. Все кубики стоят на столе. Чтобы сдвинуть один кубик, к нему требуется приложить силу, равную 10 Н. Расстояние между соседними кубиками равно 5 см. Систему начинают медленно тянуть за нитку (см. рис.). Нарисуйте график зависимости силы $F$, которую нужно для этого прикладывать, от пройденного левым кубиком расстояния. Трения между ниткой и кубиками нет.
Решение:
Рассмотрим все этапы движения крайнего левого кубика. Если пройденное им расстояние меньше 5 см (т. е. тянут только один кубик), то сила, которую нужно для этого прикладывать равна, по условию, 10 Н. Как только левый кубик касается следующего, сила скачком меняется до 20 Н, так как приходится тянуть уже два кубика. Продолжая рассуждения таким же образом, получим, что искомый график таков:
Обратите внимание, что после 20 см можно тянуть всю конструкцию с постоянной силой F = 40 Н сколь угодно долго.