Для решения этой задачи необходимо применить законы статики и условия равновесия для системы, состоящей из рычага, грузов и нитей. Обозначим силы натяжения нитей как T1, T2, T3, T4 соответственно.
1. Сила натяжения нити 4 (T4):
* Нить 4 поддерживает груз массой M = 0.6 кг. Следовательно,
$$T_4 = M \cdot g = 0.6 \cdot 10 = 6 \text{ H}$$
2. Сила натяжения нити 3 (T3):
* Блок, через который перекинута нить, находится в равновесии. Сила натяжения нити 3 уравновешивает две силы натяжения нити 4, то есть:
$$T_3 = 2 \cdot T_4 = 2 \cdot 6 = 12 \text{ H}$$
3. Сила натяжения нити 1 (T1):
* Груз массой 2m = 2 \cdot 4 = 8 кг подвешен на нити 1. Следовательно,
$$T_1 = 2m \cdot g = 8 \cdot 10 = 80 \text{ H}$$
4. Сила натяжения нити 2 (T2):
* Рассмотрим рычаг. Моменты сил относительно точки опоры должны быть равны. Пусть длина рычага равна L. Тогда плечо силы T1 равно L/4, плечо силы T3 равно 3L/4. Также учтем вес рычага m, приложенный в середине рычага, то есть на расстоянии L/2 от точки опоры. В итоге:
$$T_2 = T_1 \cdot \frac{L}{4} + m\cdot g \cdot \frac{L}{2} - T_3 \cdot \frac{3L}{4} = 80 \cdot \frac{L}{4} + 4 \cdot 10 \cdot \frac{L}{2} - 12 \cdot \frac{3L}{4} = 20 + 20 -9 = 31 \text{ H}$$
Нить |
H |
1 |
80 |
2 |
31 |
3 |
12 |
4 |
6 |