2018-06-08
Ракета, масса которой $M =6 т$, поднимается вертикально вверх. Двигатель ракеты развивает силу тяги $F = 500 кН$. Определить ускорение $a$ ракеты и силу натяжения $T$ троса, свободно свисающего с ракеты, на расстоянии, равном 1/4 его длины от точки прикрепления троса. Масса $m$ троса равна 10 кг. Силой сопротивления воздуха пренебречь.
Решение:
$\vec{F} + (M + m) \vec{g} = (M+m) \vec{a}$
В проекции на ось x:
$F - (M + m)g = (M + m)a \Rightarrow a = \frac{F - (M+m)g}{M + m} = \frac{F}{M + m} = g$
Натяжение будет создавать оставшиеся 3/4 массы троса: $m_{т} = \frac{3}{4}m$
В проекции на ось x:
$T - m_{т}g = m_{т}a \Rightarrow T = m_{т}(a+g) = \frac{m_{т}F }{M + m} = \frac{3mF}{4(M + m)}$
$a = \frac{500 \cdot 10^{3} }{6 \cdot 10^{3} + 10 } - 9,8 = 73,5 м/с^{2}$
$T = \frac{3 \cdot 10 \cdot 500 \cdot 10^{3} }{4(6 \cdot 10^{3} + 10 ) } = 625 Н$