Консультация # 198975: Здравствуйте! Прошу помощи в следующем вопросе: Два груза прикреплены к разным концам лёгкой и прочной длинной верёвки, перекинутой через свободно вращающийся блок (см. рисунок). Груз 1 удерживают на горизонтальной поверхности, а второй висит свободно. Вся система помещена в лифт. Лифт поехал вверх с ускорением a=5 м/с2, а грузы отпустили, и...
Два груза прикреплены к разным концам лёгкой и прочной длинной верёвки, перекинутой через свободно вращающийся блок (см. рисунок). Груз 1 удерживают на горизонтальной поверхности, а второй висит свободно. Вся система помещена в лифт. Лифт поехал вверх с ускорением a=5 м/с2, а грузы отпустили, и они пришли в движение относительно лифта (первый поехал вправо, набирая скорость, а второй — вниз). Оказалось, что груз 2 движется относительно Земли с ускорением 3 м/с2. Найдите возможные значения ускорения груза 1 относительно Земли
Здравствуйте, myurtaeva! Условие : Ускорение лифта a = 5 м/с2 , Ускорение груза2 a2 = 3 м/с2 . Вычислить возможные значения ускорения a1 груза1 относительно Земли.
Решение: Эта задача - по кинематике (без учёта динамики и сил). Для начальной тренировки представим, будто груз2 не движется относительно лифта, и едет вверх с ускорением лифта. Тогда и груз1 покоится на своей поверхности неподвижно, но едет вверх вместе с лифтом с ускорением лифта a1 = a = 5 м/с2 .
Теперь представим, будто груз2 не движется относительно земли (его привязали к скобе, вбитой в землю). Лифт и блок едут вверх с ускорением лифта. Верёвка стаскивает груз1 вправо с ускорением лифта a1 = a = 5 м/с2 потому что согласно Условию верёвка прочная и НЕрастяжимая. Таким образом, на груз1 действуют 2 вектора ускорения : a = 5 м/с2 вертикально вверх и горизонтальное ускорение ah = 5 м/с2 . Полное ускорение груза 1 относ
ительно Земли будет равно геометрической сумме двух ортогональных векторов.
Переходим к реальности и обнаруживаем, что груз2 может двигаться относительно Земли с ускорением a2 = 3 м/с2 в 2 стороны : вверх и вниз!
Рассмотрим Вариант1 : груз2 движется относительно Земли с ускорением a2 = 3 м/с2 вверх. Это значит, что верёвка стягивает груз1 вправо с разностным горизонтальным ускорением ah = a - a2 = 5 - 3 = 2 м/с2 , и это разностное ускорение ah относительно лифта (или относительно оси блока) в точности передаётся ч-з блок грузу1. Здесь, как и в выше-случае, на груз1 действуют 2 вектора ускорения : a = 5 м/с2 вертикально вверх и горизонтальное ускорение ah = 2 м/с2 вправо по рисунку. Полное ускорение груза 1 относительно Земли будет геометрической суммой двух взаимо-перпендикулярных векторов: a1 = √(a2 + ah2) = √(52 + 22) = √(25 + 4) = √
;(29) = 5,4 м/с2 .
ВариантN2 : Груз2 движется относительно Земли с ускорением a2 = 3 м/с2 вниз. Значит, верёвка стягивает груз1 вправо с суммарным горизонтальным ускорением ah = a + a2 = 5 + 3 = 8 м/с2 . Как и в первом варианте, суммой 2х ортогональных векторов будет диагональ прямоугольника: a1 = √(a2 + ah2) = √(52 + 82) = √(25 + 64) = √(89) = 9,4 м/с2 . Ответ: если груз2 ускоряется вверх, то значение ускорения груза1 относительно земли равно 5,4 м/с2 . Если груз2 ускоряется вниз, то величина ускорения груза1 относительно земли равна 9,4 м/с2 .
Команда портала RFPRO.RU благодарит Вас за то, что Вы пользуетесь нашими услугами. Вы только что прочли очередной выпуск рассылки. Мы старались.
Пожалуйста, оцените его. Если совет помог Вам, если Вам понравился ответ, Вы можете поблагодарить автора -
для этого в каждом ответе есть специальные ссылки. Вы можете оставить отзыв о работе портале. Нам очень важно знать Ваше мнение.
Вы можете поближе познакомиться с жизнью портала, посетив наш форум, почитав журнал,
который издают наши эксперты. Если у Вас есть желание помочь людям, поделиться своими знаниями, Вы можете зарегистрироваться экспертом.
Заходите - у нас интересно!