Чтобы уравновесить на легкой рейке с помощью двух невесомых блоков одинаковые грузы массой М каждый, к нити, перекинутой через левый блок, и к оси правого блока необходимо приложить вертикальные силы F1 и F2 (см. рис.). Расстояния между черными точками на рейке одинаковы, трение отсутствует, нити нерастяжимы.
Можно утверждать, что
1)
2)
3)
4)
Одним из условий равновесия тела является равенство нулю полного момента всех внешних сил относительно любой точки. Рассмотрим вращающие моменты всех сил относительно опоры. Это удобно, так как в этом случае нам не потребуется рассчитывать силу реакции опоры на балку, которая создавала бы ненулевой момент относительно любой другой точки на рейке.
Момент силы равен произведению модуля силы на плечо. Обозначим расстояние между черными точками через Левый груз создает момент, поворачивающий балку против часовой стрелки и равный
Левый блок является неподвижным, так что он не дает выигрыша в силе. Поэтому левая нить создает момент, также поворачивающий рейку против часовой стрелки и равный
Правый груз стремится повернуть рейку по часовой стрелке и создает момент
Наконец, правый блок — подвижный. Следовательно, сила, с которой правая нитка тянет рейку, в два раза меньше, чем сила, с которой тянут правый блок. Таким образом, эта нить создает момент
Приравнивая моменты «по часовой» и «против часовой», получаем:
Откуда, после сокращения на l, имеем:
Ответ: 4.


А где написано, что правый блок подвижный? Мне не совсем понятно почему в моменте силы для F2 мы эту силу должны разделить на 2?
Добрый день!
Слова "правый блок подвижный" лишь отсылка к тому, что его ось никак не закреплена отдельно. Поэтому можно использовать известные из механики формулы для подвижного блока.
На самом дело, правый блок, конечно, никуда не двигается, поэтому, согласно 2 закону Ньютона полная сила на него равна нулю. Блок невесом, поэтому сила тяжести на него не действует. Вниз его тянет сила
, а вверх --- две силы натяжения нити (это стандартное заключение для данного расположения нити). Отсюда и следует, что нужно делить силу пополам.