Через невесомый блок перекинута невесомая нерастяжимая нить, к концам которой подвешены два груза массами 1 кг и 2 кг. На второй груз положен перегрузок массой 0,5 кг. Найти вес перегрузка. Ускорение свободного падения считать равным 9,8 м/с
.
Систему отсчёта связываем с блоком. Движение происходит только в одном направлении – значит, достаточно одной координатной оси. Направим ось
вертикально вниз. На рисунке указываем все силы, действующие на все тела системы.
Сила натяжения нити одинакова по всей длине. Как всегда, указание сил начинаем с силы тяжести – она всегда действует вертикально вниз. Сила натяжения нити направлена вертикально вверх. Кроме этого тела, существует взаимодействие тел
и
. Часто ошибочно считают, что на тело
действует дополнительно сила
. Следует вспомнить про силу, которая называется вес. Как известно, вес – сила, с которой тело давит на опору или растягивает подвес. Вес численно равен силе тяжести только в некоторых случаях, но в любом случае – сила тяжести приложена к телу, а вес – к опоре, на которой это тело находится. В данном случае опорой является тело
и на него действует вес
. При этом на тело
со стороны опоры, по третьему закону Ньютона, действует точно такая же по модулю сила
. Ускорения, с которыми движутся все тела, одинаковы вследствие нерастяжимости нити.
Составим уравнение второго закона Ньютона в векторном виде:


.Ускорение тел справа от блока направлено вниз, поскольку по условию задано, что масса тела справа от блока больше, чем масса тела слева. Соответственно, ускорение первого тела направлено вверх. В проекциях на оси координат уравнения будут иметь вид:


.При этом сила нормальной реакции опоры
по модулю равна весу
. Тогда в системе уравнений остаются три неизвестных: сила натяжения нити, ускорение и вес перегрузка. Вычитаем из второго уравнения первое. При этом уничтожаются силы натяжения нити:
.Затем полученное уравнение складываем с последним уравнением системы. В результате избавляемся от всех неизвестных, кроме ускорения:
.Если ускорение известно, то это значение можно подставить в последнее уравнение и получить вес тела:


.Ответ: вес перегрузка равен 2,8 Н.
