Канат длиной l лежит ** краю горизонтальной поверхности (рис. 5.5, а). Через некоторое...

0 голосов
40 просмотров

Канат длиной l лежит на краю горизонтальной поверхности (рис. 5.5, а). Через некоторое время канат стянули с поверхности на половину его длины (рис. 5.5, б). Определите величину смещения центра масс каната. Толщиной каната можно пренебречь.


image

Физика (239 баллов) | 40 просмотров
Дан 1 ответ
0 голосов
Правильный ответ

Выберем координаты следующим образом: центр на самом краю уступа, ось Ох горизонтальна налево, ось Оу вертикальна вниз.
Сначала, как нетрудно видеть, центр масс имел координаты (\frac l2;0).
Потом у нас следующая ситуация: систему масс удобно разбить на два "полуканата", у каждого из которых центр масс (в силу однородности) лежит в их геометрическом центре, то есть, на середине длины (а толщиной пренебрежем).
Центр масс лежащего куска имеет координаты (\frac l4;0)
Центр масс висящего - (0;\frac l4).
Центр масс системы из обоих кусков по теореме о центре инерции сложной системы имеет следующие координаты:
\left(\dfrac{\frac m2\cdot \frac l4 +\frac m2\cdot 0}{m};\ \ \dfrac{\frac m2\cdot 0+\frac m2\cdot \frac l4 }{m}\right)=\left(\dfrac l8;\ \dfrac l8\right)
Теперь нетрудно посчитать и модуль вектора перемещения центра масс.
Еще раз, было: (\frac l2;0)
стало: 
\left(\frac l8;\ \frac l8\right)
|\Delta \mathbf r_c|=\sqrt{\left(\dfrac l8-\dfrac l2\right)^2+\left(\dfrac l8-0\right)^2}=\dfrac{\sqrt 10}{8} l

(4.4k баллов)