Задача #1116

Докажите, что ускорение центра подвижного блока в два раза меньше ускорения конца нити, охватывающей этот блок.

Решение

Приведем доказательства разной степени строгости. Все они построены на том, чтобы показать, что конец нити перемещается в два раза сильнее, чем центр блока.

Доказательство 1 (так себе)

Это доказательство хорошо иллюстрирует идею. Пусть вся нить имеет длину Тогда при подъеме блока из нижней точки конец нити пройдет а блок —

Доказательство 2 (ну так)

Добавим к предыдущему доказательству, что блок может иметь значительный размер. Обозначив за длину нитки, охватывающей блок, получаем следующее:

Доказательство 3 (хорошее)

Учтем теперь, что нить не обязательно перемещается до самого потолка. Необходимо показать, что при любом перемещении конца нити его перемещение вдвое больше перемещения блока.

Доказательство 4 (странное)

Все как в доказательстве три, только предположим, что это блок сместился на Тогда выступающий справа кусок веревки увеличился тоже на (вот как раз эта мысль делает доказательство «странным», поскольку она не вполне очевидна).

Сложность: 7/10

Источник: Лисаков

Раздел: Механика

Подраздел: Кинематика

Тэги: Кинематическая связь Подвижный блок