Тема . №26 Механика (Расчетная задача высокого уровня сложности+обоснование)

.03 Динамика

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела №26 механика (расчетная задача высокого уровня сложности+обоснование)
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#47218

Три одинаковых груза массой m соединены c помощью идеальных нитей и двух идеальных блоков, как показано на рисунке. Найдите величину и направление ускорения нижнего груза.

PIC

Показать ответ и решение

Пусть натяжение нижней верёвки равно T  , T1  – натяжение части верхней веревки между грузами, T2  – натяжение части верхней веревки между грузом и нижним блоком. Расставим силы

PIC

Запишем второй закон Ньютона для всех грузов

(
|||1  m⃗g +T⃗= m ⃗a1
{2  m⃗g +T⃗ = m⃗a
|||        1     2
(3  m⃗g +T⃗2 +T⃗1 = m⃗a3

Поскольку блоки невесомы, сумма сил, приложенных к нижнему блоку, равна нулю, то есть T2 = 2T  . Спроецируем второй закон Ньютона на ось x  :

(|
||{1  mg − T = ma1
|2  mg − T1 = −ma2
||(3  mg +T2 − T1 = ma3

Ускорения верхних грузов и подвижного блока равны. Пусть они равны a  . Найдём длину нижней нити

(x3− xб)+ (x2− xб)= l.

В приращениях

Δ(x3− xб)+ Δ(x2− xб) =Δl.

Разделим на Δt  и получим производную

x′3− x′б+ 0− x′б = 0 ⇒ v3x − vбx− vбx = 0

Аналогично, взяв вторую производную, получим связь ускорения грузов:

 ′    ′    ′   ′
v3x− vбx− vбx =0 ⇒  a3x− 2aбx = 0⇒ a3x =2aбx.

С учётом проекции на ось x  , получаем связь модулей ускорений a2 = a3 = aб =a.  , a1 = 2a  . Запишем второй закон Ньютона

(
|||{1  mg − T = 2ma
 2  T − mg = ma
|||    1
(3  mg + 2T − T1 = ma

Сложим два последних уравнения системы:

({mg − T =2ma
               ⇒ a = g
(2T = 2ma            3

С учётом связи ускорений a1 = 2a =2g∕3.

Ответ:

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!