Kladky pevné a volné
Dobrý den, chtěl bych poradit s touhle úlohou.
Na obr. je nakreslena soustava čtyř pevných a tři volných klade, spojených pevnou, lehkou nití. Na nití jsou zavěšena závaží a soustava je v rovnováze. Hmotnost každého že tři prostředích závaží je m=1kg.
A) Jaká je hmotnost krajních závaží m, je-li hmotnost klade zanedbatelná? Jakou silou F1 působí na strop závěs každé pevné kladky?
B) Jaká by musela být hmotnost krajních závaží M v případě, kdy hmotnost každé kladky je mk=0,5kg a soustava byla přitom v rovnováze? Jakou silou F2 nyní působí na strop závěs každé pevné kladky?
Lukáš L.
05. 01. 2023 21:14
1 odpověď
Když to vezmeme Feynmanovou metodou s potenciálními energiemi, dostaneme následující:
Pokud krajní závaží posunu o 1 metr dolů, ztratí potenciální energii E p, kraje=2mxgE p, kraje=2mxg
Zkrátíme tím nit pro ta 3 závaží o 2 metry, to jest 1313m pro každou ze svislých složek. Závaží tedy posuneme o 1313m nahoru a získají potenciální energii E p, středy=3mg13=mg
Tedy 2mxg=mg⇒mx=m2
Druhá možnost je řešení rozkreslením sil... volná kladka dělí tíhu závaží na poloviny - působící na jednotlivé strany závěsu. Závaží na kladkách se vyváží a zbyde vždy polovina tíhy posledního závaží na volný konec. Tedy krajní závaží musí vážit polovinu těch prostředních.
Každý závěs nese hmotnost m sum=2m2=m - o středová závaží se závěsy dělí, krajní přispívají celou svou hmotností -působíme tedy silou F1=mg
Zbytek úlohy vyřešíme jednoduchou substitucí: m nové závaží=m+mk
Dostaneme tedy my=m+mk2 a F2=myg