2018-10-25
Имеется три динамометра с одинаковыми длинами шкал. Динамометр 1 рассчитан на максимальную силу 5 Н, а динамометры 2 и 3 рассчитаны на 10 Н каждый. Динамометры 1 и 2 закреплены, к их концам привязаны нити, которые перекинуты через блоки (см. рис.) Концы нитей связаны, а к узлу прикреплен динамометр 3, который медленно перемещают, натягивая нити. В некоторый момент показания динамометров, в порядке нумерации, составляют 1 Н, 3 Н и 4 Н. Что будут показывать динамометры 1 и 2, когда третий динамометр станет показывать 10 Н? Считать, что нити нерастяжимы, трением можно пренебречь.
Решение:
Отношение между показаниями динамометров 1 и 2 может отличаться от отношения максимально возможных нагрузок, 1:2, из-за того, что выбором начальных положений динамометров можно произвольно менять соотношение между натяжениями нитей. Так как концы нитей связаны, увеличение силы со стороны динамометра3 приведет к одинаковому смещению концов пружин обоих закрепленных динамометров. Так как жесткости пружин у динамометров 1 и 2 различаются вдвое (+1 балл), то изменения показаний этих динамометров также будет различаться вдвое: если изменение показаний динамометра 1 составит $X$, т.е. собственно показание будет равно $(1 + X)$ Ньютон, то у динамометра 2 изменение составит $2X$, а показание будет равно $(3 + X)$. Однако всегда сумма показаний динамометров 1 и 2 должна быть равна показаниям динамометра 3.
Таким образом, при показании динамометра 3 равном 10 Н будет верно соотношение $(1 + X) + (3 + 2X) = 10$ .
Т.е. $X = 2 Н$, а показания первого и второго динамометров составят 3 Н и 7 Н, соответственно.