03.04.2007, 19:02
общий
это ответ
Здравствуйте, Tribak!
Идея решения у всех таких задач одинаковая:
1) Записываем уравнения 2-го закона Ньютона (сумма сил, действующих на тело равна произведению его массы на ускорение) для каждого из грузов (в случае сложной геометрии задачи - отдельно по вертикали и по горизонтали).
В данном случае в уравнениях будут такие величины, как ускорение a (по модулю оно одинаково для каждого груза, т.к. нить нерастяжима), силы натяжения нити Ti на каждом участке нити, силы тяжести на каждый из грузов Mi*g. Не забывайте про направления сил и ускорений - например, возьмите направление вверх за положительное, и соответственно с минусом подставляйте силы и ускорения, направленные вниз. Уравнения будут иметь вид такой:
m1*g – T1 = m1*a
T2 – m2*g = m2*a
...(для каждого груза)...
Если в задаче есть силы трения - их тоже включаем в уравнения (как k*N), но у в Вашем примере трения нет.
В полученной системе уравнений переменных будет на одну больше, чем уравнений, нужно еще одно уравнение.
Для невесомого блока - натяжения слева и справа от блока одинаковы и это равенство сил T1=T2 и есть недостающее уравнение (это не наш случай).
Для блока, имеющего массу, как в Вашем примере, T1 не равно T2 и недостающее уравнение берем в п.2.
2) Блок имеет массу, поэтому силы натяжения слева и справа от него разные, а их разность обуславливает вращение блока. Надеюсь, момент инерции тел разной формы Вы находить умеете, если забыли - посмотрите, например, <a href=http://elib.ispu.ru/library/physics/tom1/3_3.html target=_blank>здесь</a>. Для сплошного диска момент инерции относительно оси вращения I=1/2*M*R^2
Записываем основное уравнение динамики вращательного движения тел, которое является аналогом 2-го закона Ньютона для вращательного движения: угловое ускорение вращающегося тела прямо пропорционально сумме моментов всех действующих на него сил относительно оси вращения тела и обратно пропорционально моменту инерции тела относительно этой оси вращения. На блок действуют две силы натяжения в разных направлениях, плечи равны радиусу блока, угловое ускорение есть произведение линейного на радиус, поэтому уравнение будет иметь вид вроде w=a*R=(T1 – T2)*R/I.
Вот и все, решаем полученную систему уравнений (число уравнений теперь равно числу неизвестных), находим ускорение а, подставляем в уравнения 2-го закона (п.1) и получаем силы.
Удачи Вам!