2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему
 
 Задача на нерастяжимую нить
Сообщение02.12.2018, 22:05 


15/04/17
109
Невесомую, нерастяжимую нить перекинули через блок, закрепленный на наклонной плоскости, та прикрепили до концов нити одинаковые грузы массой $m$ (рис.2). Трением можно пренебречь. Угол наклона плоскости к горизонту равняется $\alpha$. Найдите силу натяжения нити
Изображение
Вот не до конца понимаю, находятся ли тела в покое?
Если говорить что да, то если ось $y$ направить вверх, то верно такое равенство

$T - mg = 0$
$T\sin\alpha - mg = 0$
Но тогда уравнение, которое мы получаем складывая системы имеет такой вид
$T(1+\sin\alpha)=0$
То есть, либо сила натяжения отсутствует, либо $\alpha = 270$ градусов.. но тут такого нету
Получается, тела не находятся в покое, а движутся с ускорением $a$, если в проекциях на (вверх) $y$ $a, -a\sin\alpha$ Или как это понять? Тело 1 должно двигаться вниз или вверх? Понять не могу
Подскажите идею, какой блок как двигается.. думаю, что такая система, но похоже, что нет
$T-mg = ma$
$T\sin\alpha - mg = -ma\sin\alpha$

 Профиль  
                  
 
 Re: Задача на нерастяжимую нить
Сообщение02.12.2018, 22:15 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


22/06/12
2129
/dev/zero
sinx в сообщении #1358265 писал(а):
находятся ли тела в покое?

На этот вопрос ответ очевиден. Если сделать $\alpha$ очень близким к $\pi/2$, то получится система из двух одинаковых грузов, связанных нитью, перекинутой через блок. У такой системы ускорение в пределе $\alpha \to \pi/2$ будет ноль. С другой стороны, если горка --- плоский стол с $\alpha = 0$, то в случае отсутствия трения висящий груз утянет за собой груз со стола. У вас случай промежуточный...

 Профиль  
                  
 
 Re: Задача на нерастяжимую нить
Сообщение02.12.2018, 22:19 
Аватара пользователя


11/12/16
13297
уездный город Н
sinx

Уравнения для второго груза неверные (и в начале, где статика, и ниже).
Если Вы пишите проекции сил на вертикальную ось для второго груза, то сила реакции опоры даст ненулевую проекцию.

Лучше всего для каждого груза выбрать удобные оси.

 Профиль  
                  
 
 Re: Задача на нерастяжимую нить
Сообщение02.12.2018, 22:21 


15/04/17
109
StaticZero в сообщении #1358268 писал(а):
На этот вопрос ответ очевиден. Если сделать $\alpha$ очень близким к $\pi/2$, то получится система из двух одинаковых грузов, связанных нитью, перекинутой через блок. У такой системы ускорение в пределе $\alpha \to \pi/2$ будет ноль. С другой стороны, если горка --- плоский стол с $\alpha = 0$, то в случае отсутствия трения висящий груз утянет за собой груз со стола. У вас случай промежуточный...

Я это уже понял, ибо если представить, что равнодействующая равна нулю, то получается бред.
А как понять, исходя из картинки что куда полетит?

 Профиль  
                  
 
 Re: Задача на нерастяжимую нить
Сообщение02.12.2018, 22:22 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


22/06/12
2129
/dev/zero
sinx в сообщении #1358272 писал(а):
А как понять, исходя из картинки что куда полетит?

Мне кажется, я только что продемонстрировал. Забыл, правда, добавить фразу --- "легко видеть, что..."

 Профиль  
                  
 
 Re: Задача на нерастяжимую нить
Сообщение02.12.2018, 22:28 
Аватара пользователя


27/02/12
3714
sinx в сообщении #1358272 писал(а):
А как понять, исходя из картинки что куда полетит?

А Вы забудьте на время о формулах и обратитесь к здравому смыслу, житейской практике. :-)

 Профиль  
                  
 
 Re: Задача на нерастяжимую нить
Сообщение02.12.2018, 22:34 


15/04/17
109
EUgeneUS в сообщении #1358270 писал(а):
Уравнения для второго груза неверные (и в начале, где статика, и ниже).
Если Вы пишите проекции сил на вертикальную ось для второго груза, то сила реакции опоры даст ненулевую проекцию.

Лучше всего для каждого груза выбрать удобные оси.

Спасибо, я похоже правильно решил
$T-mg=ma$
$T-mg\sin\alpha=-ma$
(Выбрал удобную ось для 1 тела вертикально вверх и для 2 тела тоже вверх по наклонной плоскости)
Отсюда
$T = \frac{mg(1+\sin\alpha)}{2}$
В учебнике такой же ответ
Я не думал, что для одной системы тел можно выбирать другие оси

 Профиль  
                  
 
 Re: Задача на нерастяжимую нить
Сообщение02.12.2018, 22:48 
Аватара пользователя


27/02/12
3714
sinx, судя по тому, как Вы выбрали направления осей и расставили знаки при члене $ma$,
левый груз будет подниматься, а правый опускаться, что противоречит здравому смыслу (см. выше).
Хотя и "ответ сошелся". :-)

 Профиль  
                  
 
 Re: Задача на нерастяжимую нить
Сообщение02.12.2018, 23:00 


15/04/17
109
miflin в сообщении #1358286 писал(а):
sinx, судя по тому, как Вы выбрали направления осей и расставили знаки при члене $ma$,
левый груз будет подниматься, а правый опускаться, что противоречит здравому смыслу (см. выше).
Хотя и "ответ сошелся". :-)

Там все равно сокращаются эти $ma$
А кстати, почему можно так выбирать оси для каждого тела разную?

 Профиль  
                  
 
 Re: Задача на нерастяжимую нить
Сообщение02.12.2018, 23:11 
Аватара пользователя


27/02/12
3714
sinx в сообщении #1358290 писал(а):
Там все равно сокращаются эти $ma$

Уничтожаются, а не сокращаются.
Но если находить ускорение из Вашей системы, то оно получится отрицательным.
Вообще-то ничего страшного. Останется лишь правильно интерпретировать этот факт.
sinx в сообщении #1358290 писал(а):
А кстати, почему можно так выбирать оси для каждого тела разную?

Рассматривая какую-то механическую систему, мы можем выделить в ней подсистему, отбрасывая остальные части и вводя действие на выделенную подсистему со стороны отброшенных частей.
Рассматривая движение левого груза, мы временно отбрасываем правый, а его действие на левый - это сила натяжения нити.
В этом случае мы направляем ось как нам удобно. То же и для правого.

 Профиль  
                  
 
 Re: Задача на нерастяжимую нить
Сообщение02.12.2018, 23:18 


05/09/16
11525
sinx в сообщении #1358290 писал(а):
А кстати, почему можно так выбирать оси для каждого тела разную?

Потому, что натяжение нити по всей её длине всегжа одинаковое (и направлено везде вдоль нити). В этом суть идеальной нити, т.е. нерастяжимой невесомой и с нулевым трением в блоках и где она еще может тереться.

 Профиль  
                  
 
 Re: Задача на нерастяжимую нить
Сообщение02.12.2018, 23:24 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


22/06/12
2129
/dev/zero
sinx в сообщении #1358290 писал(а):
А кстати, почему можно так выбирать оси для каждого тела разную?

Другой вариант: вы можете брать проекции на нерастяжимую нить. Пусть, например, выбрано положительное направление от лежащего груза к висящему. Для висящего груза оказывается, что все силы действуют вдоль нити, то бишь $m a = m g - T $. Для лежащего груза соответствующее уравнение $m a = T - m g \sin \alpha$. Всё.

(Оффтоп)

Вопрос скорее нужно задавать в разных случаях --- а почему надо привязываться к одной системе координат...

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 12 ] 

Модераторы: photon, whiterussian, profrotter, Jnrty, Aer, Парджеттер, Eule_A, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group