Определить силы натяжения нити со стороны лёгкого и тяжёлого грузов. Через блок в виде сплошного диска массой m и радиусом R, ось которого посредством бечевки может перемещаться в вертикальной плоскости с ускорением a0, перекинута нить, к колодам которой прикреплены грузы массами m1 и m2. Проскальзывание нити исключается. Пренебрегая силами сопротивления и считая бечевку и нить невесомыми и нерастяжимыми, определить силы натяжения нити со стороны лёгкого и тяжёлого грузов, если m=0,20кг; a0=2,0м/с^2 (направлено вверх); m1=0,20кг; m2=0,40кг.
Из условия задачи видно, что на блок, который является сплошным диском, действует момент силы, равный M=I⋅a0M = I \cdot a_0M=I⋅a0, где I - момент инерции диска относительно его оси вращения длядиска:(I=12mR2)для диска: (I = \frac{1}{2}mR^2)длядиска:(I=21mR2).
Если обозначить силу натяжения нити со стороны легкого груза m1 как T1, а со стороны тяжелого груза m2 как T2, то можно составить уравнения для каждого груза:
Из условия задачи видно, что на блок, который является сплошным диском, действует момент силы, равный M=I⋅a0M = I \cdot a_0M=I⋅a0 , где I - момент инерции диска относительно его оси вращения длядиска:(I=12mR2)для диска: (I = \frac{1}{2}mR^2)длядиска:(I=21 mR2).
Если обозначить силу натяжения нити со стороны легкого груза m1 как T1, а со стороны тяжелого груза m2 как T2, то можно составить уравнения для каждого груза:
1) Для груза м1: T1−m1g=m1a0T1 - m_1g = m_1a_0T1−m1 g=m1 a0 2) Для груза m2: T2−m2g=−m2a0T2 - m_2g = -m_2a_0T2−m2 g=−m2 a0 направлениеускорениягрузаm2противоположнонаправлениюускоренияблоканаправление ускорения груза m2 противоположно направлению ускорения блоканаправлениеускорениягрузаm2противоположнонаправлениюускоренияблока
Также из условия невесомости и нерастяжимости нити следует, что T1=T2T1 = T2T1=T2.
Подставляя данные из условия задачи, получаем:
1) T1−0.2⋅9.8=0.2⋅2=0.4 НT1 - 0.2 \cdot 9.8 = 0.2 \cdot 2 = 0.4 \, НT1−0.2⋅9.8=0.2⋅2=0.4Н 2) T2−0.4⋅9.8=−0.4⋅2=−0.8 НT2 - 0.4 \cdot 9.8 = -0.4 \cdot 2 = -0.8 \, НT2−0.4⋅9.8=−0.4⋅2=−0.8Н
Таким образом, силы натяжения нити со стороны легкого и тяжелого грузов равны соответственно 0.4 Н и 0.8 Н.