Система из двух одинаковых тел, соединенных легкой нерастяжимой нитью, переброшенной через блок, покоится на горизонтальной поверхности (см. рис.). Если к свободному концу нити приложить некоторую силу F, то он начнет движение ...
Система из двух одинаковых тел, соединенных легкой нерастяжимой нитью, переброшенной через блок, покоится на горизонтальной поверхности (см. рис.). Если к свободному концу нити приложить некоторую силу F, то он начнет движение с ускорением a = 1 м/с2. Какие ускорения a1 и a2 при этом будут иметь тела, если коэффициент трения между ними и поверхностью μ = 0,2. Массой блока и трением в его оси можно пренебречь. g = 10 м/с2.
Ответ(ы) на вопрос:
Гость
Пусть тело-1 движется вправо, а тело-2 движется влево.
Допустим блок и тело-2 смещаются под действием силы влево на ∆L2, а конец нити сместиться на ∆L влево. Тогда кусок нити от блока до конца нити удлиннится на величину ∆L–∆L2. На такую же величину должен уменьшится кусок нити от блока до тела-1, а ещё мы знаем, что сам блок смещается влево на ∆L2. А значит тело-1 продвинется направо на ∆L–∆L2 и налево на ∆L2, т.е. вправо на ∆L–2∆L2. Таким образом:
∆L1 = ∆L – 2∆L2 || : ∆t ;
∆L1/∆t = ∆L/∆t – 2∆L2/∆t ;
v1 = v – 2v2 – где v1, v2 и v – скорости тела-1, тела-2 и конца нити;
∆v1/∆t = ∆v/∆t – 2 ∆v2/∆t ;
a1 = a – 2a2 ;
Сила натяжения F передаётся телу-1 полностью. При этом влево на блок действуют силы F с обеих сторон. Стало быть натяжение осевой нитки блока справа, прикреплённой к телу-2 равно 2F.
Запишем II закон Ньютона для обоих тел:
a1 = [F–μmg]/m ;
a2 = [2F–μmg]/m ;
раскроем и подставим a1:
a – 2a2 = F/m – μg ; || *2
a2 = 2F/m – μg ;
вычтем из нижнего верхнее:
5a2 – 2a = μg ;
a2 = [2a+μg]/5 ;
a1 = a – 2a2 = a – [4/5] a – 2μg/5 = a/5 – 2μg/5 ;
a1 = [a–2μg]/5 ≈ [1–4]/5 < 0 – чего не может быть!
А значит, тело-1 вообще не будет двигаться при таком ускорении! Силы трения окажется достаточно, чтобы его удержать на поверхности неподвижным.
В этом случае
0 = a – 2a2 ;
a2 = a/2 ≈ 0.5 м/с² ;
ma2 = 2F – μmg ;
F = ma2/2 + μmg/2 ;
Для покоя тела-1 должно выполняться:
Fтр = F = ma/4 + μmg/2 < Fтр(ск) = μmg ;
a < 2μg <==> 1 < 4 – что действительн овыполняется;
ОТВЕТ:
a1 = 0 ;
a2 = a/2 ≈ 0.5 м/с² .
Не нашли ответ?
Похожие вопросы