В установке, изображенной на рисунке, грузик А соединен перекинутой через блок нитью с бруском В, лежащим на горизонтальной поверхности трибометра, закрепленного на столе. Грузик отводят в сторону, приподнимая его на некоторую высоту h, и отпускают. Какую величину должна превзойти эта высота, чтобы брусок сдвинулся с места в тот момент, когда грузик проходит нижнюю точку траектории? Масса грузика m, масса бруска М, длина свисающей части нити L, коэффициент трения между бруском и поверхностью
Трением в блоке, а также размерами блока пренебречь.
1. На брусок B, пока он не пришел в движение, действует сила тяжести сила реакции опоры
сила натяжения нити
и сила трения покоя
максимальное значение которой
Для того, чтобы он пришел в движение, должно выполняться условие
На грузик А в нижней точке траектории действует сила тяжести сила натяжения нити
модуль которой равен модулю силы
и равен
При этом грузик в этой точке движется со скоростью
и на него действует центростремительное ускорение
направленное по радиусу к центру окружности и равное
2. Запишем второй закон Ньютона для каждого тела в проекциях:
3. По закону сохранения энергии потенциальная энергия грузика, поднятого на высоту h, равна кинетической энергии грузика в нижней точке траектории:
4. С учетом условия движения бруска получаем
Ответ:

