2018-10-28
Два одинаковых бруска лежат на горизонтальной поверхности в состоянии покоя на расстоянии $L$ друг от друга. На левом бруске установлен блок. Закрепленную на правом бруске и переброшенную через этот блок легкую нить начали тянуть вправо с некоторой силой. На какое расстояние переместится конец нити, прежде чем бруски столкнутся? Трения нет, блок невесомый, нить нерастяжимая.
Решение:
В любой момент времени сила, действующая на левый (1-й) брусок в два раза больше, чем сила, действующая на правый (2-й) брусок.
Ускорения левого бруска также больше: $a_{1} = \frac{2T}{m} = - 2a_{2}$.
Поскольку вначале бруски покоились, то скорость левого вдвое больше правого: $v_{1} = \sum \Delta v_{1} = \sum a_{1} \Delta t = - 2 \sum a_{2} \Delta t = - 2v_{2}$.
Рассуждая аналогично, приходим к равенству: $S_{1} = - 2S_{2}$, где $S_{1}$ и $S_{2}$ - расстояния, на которые переместятся 1-й и 2-й бруски, соответственно.
К моменту, когда бруски столкнутся: $L = S_{1} - S_{2}$, откуда $S_{1} = \frac{2L}{3}$.
Условие нерастяжимости нити (неизменности ее длины): $X - S_{1} = L$.
Ответ: $X = \frac{5}{3} L$.