2018-11-04
На горизонтальном столе стоит симметричная фигура из четырёх одинаковых клиньев с углом $\alpha$ при основании и массой m каждый. Верхние клинья связаны нерастяжимой нитью, а нижние удерживают неподвижными. Найдите натяжение нити, после того как нижние клинья отпустили. Трения нет, ускорение свободного падения $g$.
Решение:
Верхние клинья опускаются вертикально вниз с некоторым ускорением $A$, нижние клинья двигаются навстречу по горизонтали с некоторым ускорением $a$. Из условия соприкосновения имеем $A = a tg \alpha$.
Ускорение по горизонтали верхних клиньев нулевое, тогда натяжение нити уравновешивается горизонтальной составляющей силы нормального давления $N$ со стороны нижнего клина: $T = N \sin \alpha$
Из 2-го закона Ньютона для нижнего клина имеем $ma = N \sin \alpha$;
Из 2-го закона Ньютона для верхнего клина имеем $mA = mg - N \cos \alpha$
Исключая ускорения, находим $T = mg \sin \alpha \cos \alpha$.