Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 6587
2018-03-10 
Через неподвижное горизонтально закрепленное бревно переброшена веревка. Для того чтобы удерживать груз массы $m = 6 кг$, подвешенный на этой веревке, необходимо тянуть второй конец веревки с минимальной силой $F_{1} = 40 Н$. С какой минимальной силой $F_{2}$ надо тянуть веревку, чтобы груз начал подниматься?
Решение:
Вес груза $P = mg = 60 H$ существенно больше силы $F_{1}$, с которой надо тянуть веревку. Такая ситуация нам хорошо знакома из жизни и связана с наличием трения между веревкой и бревном.
В первом случае (веревка неподвижна) силы трения направлены против действия веса груза и помогают удерживать веревку с грузом.
Полный расчет распределения сил трения довольно сложен, так как абсолютное значение силы натяжения веревки (которая определяет силу реакции в точках соприкосновения веревки с
бревном) меняется от $F_{1}$ (условие равновесия левого конца веревки) до $P = mg$ (условие равновесия правого конца). Однако для решения задачи нам достаточно заметить, что максимальная сила трения, пропорциональная в каждой точке силе реакции опоры, будет пропорциональна силе натяжения веревки; для определенности будем считать, что $F_{тр}$ пропорциональна большей силе натяжения, т. е. $F_{тр} = kP$. Это означает, $F_{1} = P - kP$ и отношение большей силы натяжения $P$ к меньшей $F_{1}$ есть величина постоянная:
$\frac{P}{F_{1}} = \frac{1}{1- k} = const$.
Во втором случае, когда мы хотим поднять груз, концы веревки как бы меняются местами. Сила трения оказывается направленной против действия силы $F_{2}$ и уже не помогает, а мешает.
Отношение большей силы натяжения $F_{2}$ к меньшей $P$ должно быть таким же, как и в первом случае: $\frac{F_{2} }{P} = \frac{P}{F_{1} }$, Отсюда находим
$F_{2} = \frac{P^{2} }{F_{1}} = 90 H$.
Через неподвижное горизонтально закрепленное бревно переброшена веревка. Для того чтобы удерживать груз массы $m = 6 кг$, подвешенный на этой веревке, необходимо тянуть второй конец веревки с минимальной силой $F_{1} = 40 Н$. С какой минимальной силой $F_{2}$ надо тянуть веревку, чтобы груз начал подниматься?
Решение:
Вес груза $P = mg = 60 H$ существенно больше силы $F_{1}$, с которой надо тянуть веревку. Такая ситуация нам хорошо знакома из жизни и связана с наличием трения между веревкой и бревном.
В первом случае (веревка неподвижна) силы трения направлены против действия веса груза и помогают удерживать веревку с грузом.
Полный расчет распределения сил трения довольно сложен, так как абсолютное значение силы натяжения веревки (которая определяет силу реакции в точках соприкосновения веревки с
бревном) меняется от $F_{1}$ (условие равновесия левого конца веревки) до $P = mg$ (условие равновесия правого конца). Однако для решения задачи нам достаточно заметить, что максимальная сила трения, пропорциональная в каждой точке силе реакции опоры, будет пропорциональна силе натяжения веревки; для определенности будем считать, что $F_{тр}$ пропорциональна большей силе натяжения, т. е. $F_{тр} = kP$. Это означает, $F_{1} = P - kP$ и отношение большей силы натяжения $P$ к меньшей $F_{1}$ есть величина постоянная:
$\frac{P}{F_{1}} = \frac{1}{1- k} = const$.
Во втором случае, когда мы хотим поднять груз, концы веревки как бы меняются местами. Сила трения оказывается направленной против действия силы $F_{2}$ и уже не помогает, а мешает.
Отношение большей силы натяжения $F_{2}$ к меньшей $P$ должно быть таким же, как и в первом случае: $\frac{F_{2} }{P} = \frac{P}{F_{1} }$, Отсюда находим
$F_{2} = \frac{P^{2} }{F_{1}} = 90 H$.
