Каково ускорение груза, когда веса двух грузов m1 = 1/6m и m3 = 5m подвешены на невесомом и нерастяжимом канате через
Каково ускорение груза, когда веса двух грузов m1 = 1/6m и m3 = 5m подвешены на невесомом и нерастяжимом канате через три невесомых блока (см. рисунок 1), а масса груза m2 = m прикреплена к среднему блоку?
09.12.2023 20:21
Инструкция: Для решения этой задачи мы будем использовать второй закон Ньютона и применять его к каждому из грузов в системе.
Изначально, у нас есть три груза, подвешенных на блоках. Поскольку блоки считаются невесомыми и нерастяжимыми, сила, действующая на каждый груз, будет одинакова и равна его весу.
Давайте обозначим ускорения грузов как a1, a2 и a3, массы грузов как m1, m2 и m3 соответственно, и силы, действующие на каждый груз, как F1, F2 и F3.
Согласно второму закону Ньютона, сила, действующая на груз, равна произведению его массы на его ускорение: F = ma.
Для груза m1:
F1 = m1 * a1
Для груза m2, поскольку он прикреплен к среднему блоку, но не является подвешенным:
F2 = m2 * a2
Для груза m3:
F3 = m3 * a3
Также важно отметить, что силы, действующие на каждый из блоков, сбалансированы, поскольку невесомые блоки предоставляют одинаковые, но противоположно направленные силы. Это означает, что сумма всех сил в системе равна нулю.
С учетом этого, мы можем сформулировать следующие уравнения:
F1 - F2 = 0 (равновесие верхнего блока)
F2 - F3 = 0 (равновесие среднего блока)
F3 = m3 * a3 (уравнение второго закона Ньютона для нижнего блока)
Проанализировав эти уравнения, можно найти ускорение a3 и далее найти ускорения a1 и a2.
Дополнительный материал:
Дано: m1 = 1/6m, m3 = 5m, m2 = m
Требуется найти: ускорение груза (a1, a2 и a3)
Решение:
Находим ускорение a3, используя уравнение:
F3 = m3 * a3
Далее, используя равновесие и уравнение второго закона Ньютона, находим ускорение a1:
F1 - F2 = 0
F1 = m1 * a1
Наконец, находим ускорение a2 с использованием равновесия:
F2 - F3 = 0
F2 = m2 * a2
Совет: Чтобы более легко понять системы блоков, можно представить каждый блок и груз как отдельное тело и анализировать их силы и ускорения отдельно, применяя принципы второго закона Ньютона.
Задание для закрепления: В системе подвешенных блоков весом m1 = 2кг, m2 = 3кг и m3 = 5кг. Какое ускорение имеет каждый груз?