2018-10-25
К лёгкому шнуру, прикреплённому к потолку, привязали два груза. Найдите отношение их масс $M/m$ по приведённому рисунку.
Решение:
Сумма сил, приложенных к узлу, к которому привязан груз, равна нулю. Это натяжения наклонных участков шнура и вертикальных нитей. Силы тяжести и уравновешивающие их натяжения вертикальных нитей направлены по вертикали, из равновесия сил по горизонтали следует, что горизонтальная проекция у натяжений наклонных участков одинакова, обозначим её $T_{x}$. Из равновесия сил по вертикали имеем $T_{1y} + T_{2y} = Mg$ для груза $M$ и $T_{3y} - T_{2y} = mg$ для груза $m$. Вертикальные проекции натяжений наклонных участков $T_{1y}, T_{2y}$ и $T_{3y}$ выразим через $T_{x}$ из условия, что соответствующие натяжения направлены вдоль участков шнура. $T_{1y} = \frac{T_{x}H}{L}; T_{2y} = \frac{T_{x}(H - h)}{L}$ и $T_{3y} = \frac{T_{x}h}{L}$ (см. рис). Так как $H$ 19 клеток, а $h = 14$, то
$\frac{M}{m} = \frac{2H - h}{2h - H} = \frac{8}{3}$.