*задача про грузы

[Валер]

В физике-то я понимаю меньше Вашего, наверно.

Там есть принципиальные ошибки и вы можете их продемонстрировать?

Я же говорю, я не про физику. Просто я давно имею возможность наблюдать, Вы - человек с большим количеством уверенности в своей правоте на малое количество разделяющих Ваши мнения. При приличном разнообразии тем.

[_Swetlana]

Вообще говоря, на втором рисунке мог быть отражён момент, когда груз максимально отклонился от положения равновесия, и в этот прелестный миг его скорость равна 0. А в следующий, не менее прелестный миг, он, под действием нескомпенсированной силы, начнёт двигаться с ускорением. И вот эту силу нужно найти.

Вы чото перемудрили, нет там никаких качаний, это ж не задачка для программистов на симуляцию движения.

Там угол всё время меняется. Если записывать 2-й закон Ньютона в проекции на ось y, равнодействующая двух сил натяжения и силы тяжести всё время будет меняться. то есть колебания ещё и негармонические.
Единственный момент, о котором имеет смысл говорить: когда груз максимально отклонился и его скорость равна 0. Тогда можно решать, исходя из закона сохранения энергии: в начальный момент нет кинетической энергии; в момент максимального отклонения тоже нет кинетической энергии, только потенциальная.
С этим всё понятно... Но причём там подвижный блок?    Что меняется от того, что груз не прицеплен к нити, а уложен на подвижный блок?
Вот где собаке нужно порыться.

Вот образец решения задачи с прицепленным грузом, 9 класс.
Смотреть начиная с 15-й минуты, всё понятно.

[Витамин Ц]

Я же говорю, я не про физику.

Вот тут всё объяснено на пальцах, с упрощением (без синусов)

В физике-то я понимаю меньше Вашего, наверно.

Там есть принципиальные ошибки и вы можете их продемонстрировать?

[Витамин Ц]

Но причём там подвижный блок?

Он всегда будет посередине.

Там угол всё время меняется.

В условии про это ничего не сказано же. И там вопрос, про показания динамометра, и не сказано в какой момент, значит они всегда одинаковые. Сталобыть, либо там нет качаний, либо они компенсируются.

[_Swetlana]

Почему там нет колебаний в отсутствии силы трения? Они там должны быть. Бесконечные.

[Витамин Ц]

Почему там нет колебаний в отсутствии силы трения? Они там должны быть. Бесконечные.

Потому что ссылки на них или их последствия нет в вопросе.

В вопросе спрашивают,, какие показания динамометра, если там есть колебания, значит показания будут меняться и тогда надо спрашивать про диапазон показаний, или про показания при определённом положении грузов.

И да, их не будет, если груз повесить аккуратно.

[Витамин Ц]

Почему там нет колебаний в отсутствии силы трения? Они там должны быть. Бесконечные.

А разве они окажут влияния но показания? Мы уже выяснили, что показания не изменятся от наличия там груза, значит и от его колебаний тоже ничего должно измениться?
Т.е колебания будут в противофазе и полностью компенсируются, разве не так?

[_Swetlana]

Почему там нет колебаний в отсутствии силы трения? Они там должны быть. Бесконечные.

А разве они окажут влияния но показания? Мы уже выяснили, что показания не изменятся от наличия там груза, значит и от его колебаний тоже ничего должно измениться?
Т.е колебания будут в противофазе и полностью компенсируются, разве не так?

Во время колебаний меняется угол, меняется равнодействующая всех сил, меняется ускорение и скорость. Как всегда при колебаниях.
Как можно остановить колебания без силы трения? Какой-то дополнительной силой зафиксировать груз, когда оно находится в положении равновесия? Но в этот момент у него скорость - максимальна. Энергия никуда не исчезает, значит, эта кинетическая энергия должна во что перейти, в тепловую, скажем. 

[Витамин Ц]

Как можно остановить колебания без силы трения?

А как останавливают колебания маятника?

Что вы пытаетесь найти в задаче? Спрашивают, какое будет показания динамометра — каким должен быть ответ?

Во время колебаний меняется угол, меняется равнодействующая всех сил, меняется ускорение и скорость. Как всегда при колебаниях.

Колеблющиеся грузы движутся в противофазе: один увеличивает нагрузку на динамометр, а другой в это время уменьшает и наоборот.

[_Swetlana]

Как можно остановить колебания без силы трения?

А как останавливают колебания маятника?

Что вы пытаетесь найти в задаче?

Физический смысл пытаюсь найти. И каким образом здесь выполняется закон сохранения энергии.
Если нет силы трения, то куда девается кинетическая энергия маятника (если он считать, что он остановился)?

[Витамин Ц]

куда девается кинетическая энергия маятника (если он считать, что он остановился)?

Почему вы думаете, что он остановилСЯ?!

[Toman]

Вообще говоря, на втором рисунке мог быть отражён момент, когда груз максимально отклонился от положения равновесия, и в этот прелестный миг его скорость равна 0. А в следующий, не менее прелестный миг, он, под действием нескомпенсированной силы, начнёт двигаться с ускорением. И вот эту силу нужно найти.

Если грузы весят одинаково, то нет. Потому что на картинке вполне явно просматриваются три равных угла по 120 градусов между ветвями нити и подвесом груза на подвижном блоке. А это - именно положение равновесия (ну или максимальной скорости при колебаниях) для грузов равной массы.

Но, конечно, при большом желании можно озадачиться и решением уравнения колебаний, какие будут, если отпустить блок с грузом с какой-то другой высоты.

[Toman]

Если нет силы трения, то куда девается кинетическая энергия маятника (если он считать, что он остановился)?

Например, это могут быть силы вязкости. Которые, как и трение, переводят в тепло всё движение - но, в отличие от сухого трения, обращаются в ноль при нулевой скорости, и потому не влияют на статику.

[Toman]

А разве они окажут влияния но показания? Мы уже выяснили, что показания не изменятся от наличия там груза, значит и от его колебаний тоже ничего должно измениться?

Из-за ваших неправильных рассуждений вы делаете неправильный вывод (и, в отличие от первого ответа, который у вас просто случайно совпал с правильным, в неверности этого вашего вывода можно легко убедиться экспериментально). Показания не зависят от наличия второго груза только при условии нахождения системы в равновесии. Т.е. если первый груз не движется с ускорением. При колебаниях же, очевидно, первый груз (напрямую задающий натяжение нити) движется с ускорением, и при этом колеблется сила натяжения.

[Витамин Ц]

Из-за ваших неправильных рассуждений вы делаете неправильный вывод

Рассуждения правильные, а вывод я не сделал, он мне самому показался ошибочным, потому и переспросил.
А колеблется там не левый груз, а центральный. И когда он движется вниз с ускорением и давит на динамометр, он, одновременно, поднимает левый груз, и тот становится легче.

[_Swetlana]

куда девается кинетическая энергия маятника (если он считать, что он остановился)?

Почему вы думаете, что он остановилСЯ?!

Это вы считаете, что груз по какой-то (неизвестной мне причине) остановился. А я считаю, что он будет колебаться.

[_Swetlana]

Вообще говоря, на втором рисунке мог быть отражён момент, когда груз максимально отклонился от положения равновесия, и в этот прелестный миг его скорость равна 0. А в следующий, не менее прелестный миг, он, под действием нескомпенсированной силы, начнёт двигаться с ускорением. И вот эту силу нужно найти.

Если грузы весят одинаково, то нет. Потому что на картинке вполне явно просматриваются три равных угла по 120 градусов между ветвями нити и подвесом груза на подвижном блоке. А это - именно положение равновесия (ну или максимальной скорости при колебаниях) для грузов равной массы.

Но, конечно, при большом желании можно озадачиться и решением уравнения колебаний, какие будут, если отпустить блок с грузом с какой-то другой высоты.

Так не формулируют условие задачи. Угол на глаз не определяют.
Вот нашла решение похожей задачи, тоже натяжение нити определяют. Случай 6.
https://dzen.ru/a/Y3JLbjrHUzKhBVRi
 

[Toman]

Так не формулируют условие задачи. Угол на глаз не определяют.

Ну тут уж приходится иметь дело с тем, как сформулировали авторы. Они там пишут "система примет такой-то вид". Состояние колебаний в целом не может быть видом, изображённым на такого типа рисунке - это во-первых. Про момент в колебаниях было бы уместно сказать "окажется в таком-то положении", "пройдёт через такое-то положение". И во-вторых, если предположить, что имелись в виду колебания - то из условия никаким образом не следует какой-то особый характер момента, изображённого на рисунке: если бы имелась в виду крайняя нижняя точка колебаний, это как раз обязательно должно было бы быть указано в условии явно.

[Витамин Ц]

Это вы считаете, что груз по какой-то (неизвестной мне причине) остановился. А я считаю, что он будет колебаться.

Отлично, пусть он колеблется. Тогда как должен выглядеть ответ в задаче?

[Витамин Ц]

Показания не зависят от наличия второго груза только при условии нахождения системы в равновесии. Т.е. если первый груз не движется с ускорением. При колебаниях же, очевидно, первый груз (напрямую задающий натяжение нити) движется с ускорением, и при этом колеблется сила натяжения.

Если отпустим центральный груз, он будет двигаться с ускорением. А ускорение это увеличение веса, которое, как мы выяснили, на показания динамометра не влияет.
Правда тогда и левый груз будет двигаться с ускорением, и если оно будет отличаться от ускорения центрального груза, тогда показания динамометра изменятся.
Ускорение концов нити в системе блоков, это вещь замысловатая, но разве тут этот случай?
Короче, грузы колебаться будут с одинаковым ускорением или нет? — что-то я не соображу.

[_Swetlana]

Тогда как должен выглядеть ответ в задаче?

Я выложила решение дзеновского автора для более сложной задачи. Пока там есть один непонятный момент - метод малых приращений Лагранжа. Автор даёт ссылку с описанием этого метода на телеграм, я его не могу скачать оттуда.
Ну как я поняла, в моей задаче будет рассуждение типа: за один и тот же промежуток времени подвижный блок проходит расстояние в 2 раза меньшее, чем груз слева, поэтому у груза, прицепленного к блоку, ускорение в 2 раза меньше, чем у левого груза.
Как только разберусь, то напишу ответ   

[Витамин Ц]

в моей задаче будет рассуждение типа: за один и тот же промежуток времени подвижный блок проходит расстояние в 2 раза меньшее, чем груз слева, поэтому у груза, прицепленного к блоку, ускорение в 2 раза меньше, чем у левого груза.

И что нам это даёт?

[_Swetlana]

в моей задаче будет рассуждение типа: за один и тот же промежуток времени подвижный блок проходит расстояние в 2 раза меньшее, чем груз слева, поэтому у груза, прицепленного к блоку, ускорение в 2 раза меньше, чем у левого груза.

И что нам это даёт?

Если считать, что на картинке изображён угол 120, то ускорения равны 0 (положение равновесия), соответственно, сила натяжения какая была, такая и осталась - 5 Н.
А если угол α, то и ускорения, и косинус угла входят в уравнение для силы натяжения. Причём левый груз колеблется с ускорением, в 2 раза большим, чем центральный.

[Витамин Ц]

А если угол α, то и ускорения, и косинус угла входят в уравнение для силы натяжения. Причём левый груз колеблется с ускорением, в 2 раза большим, чем центральный.

ну раз уж усложняете задачку качаниями, тогда усложните и качением, центральный груз тогда кататься будет.

[_Swetlana]

А если угол α, то и ускорения, и косинус угла входят в уравнение для силы натяжения. Причём левый груз колеблется с ускорением, в 2 раза большим, чем центральный.

ну раз уж усложняете задачку качаниями, тогда усложните и качением, центральный груз тогда кататься будет.

Спрошу про эту задачу на dxdy.