Домашние задания: Физика

Шарик А массой 200 г связан невесомой нерастяжимой нитью, перекинутой через неподвижный блок, с бруском в массой

800 г. покоящимся на подставке на горизонтальном соле (см. рисунок). Шарик отводят в сторону, при этом он поднимается на некоторую высоту һ, и отпускают. Длина свисающего конца нити от шарика до блока равна 20 см. Коэффициент трения между бруском и подставкой равен 0,4. Найдите максимальную высоту һ, при которой брусок все еще будет покоиться. Трением в блоке пренебречь.
Над этой задачей бьются лучшие умы ещё со времён Архимеда, но, увы... Если бы её кто решил, сразы получил бы Нобелевскую премию.
СР
Сергей Рогожин
22 789
Лучший ответ
Шарик А массой m = 200 г = 0,200 кг связан невесомой нерастяжимой нитью, перекинутой через неподвижный блок, с бруском М = 800 г = 0,800 кг, покоящимся на подставке на горизонтальном столе (см. рисунок). Шарик отводят в сторону, при этом он поднимается на некоторую высоту h, и отпускают. Длина свисающего конца нити от шарика до блока равна R = 20 см = 0,20 м. Коэффициент трения между бруском и подставкой равен μ = 0,4. Найдите максимальную высоту h, при которой брусок все еще будет покоиться. Трением в блоке пренебречь.
РЕШЕНИЕ:
1. Сила, необходимая, чтобы «стронуть» брусок с места: F° = μ*Mg.
2. Сила (центробежная) fцб = mV²/R (*) действующая на нить (вниз) от шарика, развившего в нижней точке при опускании с высоты h скорость V, находится так: mgh = ½ mV² ==> mV² = 2mgh.
3. Вставляем это в формулу (*) для fцб : fцб = 2mgh/R.
4. В нижней точке на нить действует также вес шарика P = mg.
5. В итоге, должно выполняться: F° = fцб + Р или: μ*Mg = 2mgh/R + mg. Отсюда:
6. h = R*(μ*Mg – mg)/(2mg) = R*(μ*M – m)/(2m) = 0.20(0.4*0.800 – 0.200)/(2*0.200) = 0,06 м = 6 см.
Итак: h(max) = 6 см.
Почему все повторяют одно и то же?

Похожие вопросы