Веревка выдерживает груз 110 кг при вертикальном подъеме его с некоторым ускорением и груз массой 690 кг при опускании его с таким же по модулю ускорением. Какова максимальная масса груза, который можно поднимать на этой веревке с постоянной скоростью?
от

1 Ответ

Дано:  
m1 = 110 кг - масса груза, который можно поднимать с ускорением  
m2 = 690 кг - масса груза, который можно опускать с таким же по модулю ускорением  
g = 9.81 м/с² - ускорение свободного падения  

Найти:  
m_max - максимальная масса груза, который можно поднимать с постоянной скоростью  

Решение:  
Сначала найдем натяжение веревки при подъеме груза массой m1 с некоторым ускорением a.

Для подъема груза:  
T1 = m1 * (g + a)

Теперь найдем натяжение веревки при опускании груза массой m2 с тем же ускорением a.

Для опускания груза:  
T2 = m2 * (g - a)

Поскольку веревка выдерживает одинаковое натяжение в обоих случаях, имеем:  
m1 * (g + a) = m2 * (g - a)  

Теперь выразим a:  
m1 * g + m1 * a = m2 * g - m2 * a  
(m1 + m2) * a = m2 * g - m1 * g  
a = (m2 - m1) * g / (m1 + m2)  

Подставим значения:  
a = (690 - 110) * 9.81 / (110 + 690)  
a = 580 * 9.81 / 800  
a = 5689.8 / 800  
a = 7.361 м/с²  

Теперь найдем максимальную массу груза, которую можно поднимать с постоянной скоростью. При постоянной скорости ускорение a = 0. Поэтому натяжение веревки будет равно весу груза:  
T_max = m_max * g  

При этом максимальное натяжение T_max будет равно натяжению, которое мы нашли при подъеме груза:  
T_max = m1 * (g + a)  

Теперь подставим найденное значение a:  
T_max = 110 * (9.81 + 7.361)  
T_max = 110 * 17.171  
T_max = 1888.81 Н  

Теперь можем найти максимальную массу:  
m_max = T_max / g  
m_max = 1888.81 / 9.81  
m_max ≈ 192.5 кг  

Ответ:  
Максимальная масса груза, который можно поднимать с постоянной скоростью, составляет примерно 192.5 кг.
от