Задача из контрольной работы 1 курс ГУАП

Автор
Сообщение
dmitryt
#4401 2010-12-26 21:20 GMT

Привет, уважаемые форумчане=)

Помогите решить одну задачку, которая попалась мне в контрольной работе по физике ВУЗа. Она кажется простой, но боюсь как бы в ней не было подвоха... решил уточнить

Итак:

Две частицы массой m каждая соединены невесомой струной, длинной 2l. Постоянная сила F приложена к средней точке струны (х = 0), перпендикулярно к ней (вниз). Ось "х" расположена в той же плоскости, в какой находиться струна. Рисунок прилагаю.

Вопрос? Чему равно ускорение частиц в направлении оси "Х"?

Мои размышления:

Все зависит от допущения, что если это инерциальная система, мы пренебрегаем всеми силами трения, то частицы просто устремляться вниз, по направлению силы F. Тогда их ускорение в направлении оси "х" будет нулевым.

Однако если допустить что струна гибкая, тогда в начальный момент приложения силы F возможно частицы будут двигаться по направлению друг к другу? Если так, то в любом случае это движение (ускорение) будет не в направлении оси "х", а направлено будет под каким то углом к оси (как результирующий вектор движения вниз и навстречу друг другу). Исходя из этого, условий задачи явно недостаточно для расчета ускорения.

Вообщем, помогите пожалуйста с этой дилемой=)

iskander
#4402 2010-12-26 22:54 GMT

Проведите опыт. Возьмите тонкую бечевку и привяжите к ее концам по гайке, а к ее середине другую бечевку, все это разложите на столе как на вашем рисунке и потяните с некоторой силой за свободный конец бечевки.

dmitryt
#4403 2010-12-26 23:03 GMT

Вообще у меня воображения достаточно, что бы в голове представить как будут двигаться две бечевки=) Спасибо=) И я написал в теме:

в любом случае это движение (ускорение) будет не в направлении оси "х", а направлено будет под каким то углом к оси (как результирующий вектор движения вниз и навстречу друг другу).

Так что мысленно я этот опыт провел и не раз.... очевидно что из такого опыта не получить ускорение относительно оси Х если вектор движения не параллелен оси Х (или не перпендикулярен на худой конец, чтоб получить 0).

iskander
#4404 2010-12-26 23:04 GMT

Нарисуйте картинку, когда центр струны уже сместился на некоторое расстояние и струна составляет с горизонталью некоторый угол. На массу будет действовать сила натяжения струны, которую легко вычислить. Ускорение массы будет направлено по струне и его можно разложить на составляющие и найти их.

dmitryt
#4405 2010-12-26 23:10 GMT

А вот это некоторое расстояние (и угол между струной и осью), которое предлагается брать за точку отсчета, от него будут напрямую зависеть результаты расчетов, получается, от моего допущения будет зависеть результат?

iskander
#4406 2010-12-26 23:13 GMT

Ну вы сначала все сделайте, выводы будут потом.

dmitryt
#4407 2010-12-26 23:46 GMT

Получается, если разбить движение частиц по времени - Т0 - начало движения, Т1 - середина движения частиц навстречу друг другу, T2 - момент встречи частиц, дальнейшее движение - только по вектору приложения силы F, мы имеем:

В момент Т0 ускорениние будет направлено по оси Х и будет расчитано по второму закону Ньютона?

В момент Т1 ускорение по направлению будет иметь некиий результирующий вектор, соответственно проекция на ось Х уменьшается

В момент Т2 проекция на ось Х равна нулю?

iskander
#4408 2010-12-26 23:58 GMT

Да просто решите задачу для некоторого конкретного угла отклонения нити.