Веревка длинной 12 м и массой 6 кг переброшена через блок и скользит по нему без трения. чему равно натяжение в середине веревки в тот момент, когда длинна веревки по одну сторону равна 8 м
m3 — масса конца веревки длиной 4 м справа от блока = m (L − l) / L, m2 — масса конца веревки длиной 2 м слева от блока, m1 — масса половины веревки слева от блока = m / 2, T1 — натяжение веревки между m3 и m2, T2 — натяжение веревки между m1 и m2 (искомое натяжение), a — ускорение веревки, m — полная масса веревки.
По второму закону Ньютона:
m3a = T1 − m3g.
m2a = m2g − T1 + T2.
m1a = m1g − T2.
Выражая T1 из первого и подставляя во второе, получим:
m3 — масса конца веревки длиной 4 м справа от блока = m (L − l) / L,
m2 — масса конца веревки длиной 2 м слева от блока,
m1 — масса половины веревки слева от блока = m / 2,
T1 — натяжение веревки между m3 и m2,
T2 — натяжение веревки между m1 и m2 (искомое натяжение),
a — ускорение веревки,
m — полная масса веревки.
По второму закону Ньютона:
m3a = T1 − m3g.
m2a = m2g − T1 + T2.
m1a = m1g − T2.
Выражая T1 из первого и подставляя во второе, получим:
a (m2 + m3) = g (m2 − m3) + T2.
a = g − T2 / m1.
Приравнивая ускорения, получим:
T2 = 2gm1m3 / m.
Далее, подставляя значения для масс, получим:
T2 = mg (1 − l/L).
F = mg (1 − l/L) = 20 Н.