Условие задачи
На однородный цилиндрический блок массой m2 = 1 кг и радиусом R = 0,3 м намотана невесомая нить, к свободному концу которой прикреплён груз массой m1 = 3 кг. К блоку крестообразно прикреплены четыре одинаковых невесомых стержня на которых закреплены одинаковые грузы массой m3=1 кг на расстоянии х от оси вращения. Грузы m3 можно считать материальными точками. Трением в блоке можно пренебречь.
Найти зависимость ускорения а груза m1 от расстояния х. Построить график этой зависимости в интервале изменения х от R до 3R. Ускорение свободного падения .
Ответ
Дано:
Найти:
= (х)
Зададим систему отсчёта. За начало отсчёта принимаем поверхность земли, ось х направим вертикально вниз. По закону сохранения полной механической энергии, уменьшение потенциальной энергии груза m1 идёт на увеличения кинетической энергии груза m1, вращательной кинетической энергии блока и грузов закреплённых на стержнях, поэтому можно записать: