题目内容
【题目】如图所示,三根不可伸长的相同的轻绳,一端系在半径为R0的环1上,彼此间距相等.绳穿过半径为R0的第3个圆环,另一端用同样方式系在半径为2R0的圆环2上.环1固定在水平面上,整个系统处于平衡.试求第2个环中心与第3个环中心的距离.(三个环都是用同种金属线制作的,摩擦不计)
【答案】
【解析】因为环2的半径为环3的2倍,环2的周长为环3的2倍,三环又是用同种金属丝制成的,所以环2的质量为环3的2倍.设m为环3的质量,那么三根绳承担的力为3mg,于是,环1与环3之间每根绳的张力FT1=mg.没有摩擦,绳的重量不计,故每根绳子沿其整个长度上的张力是相同的。
FT1=FT2=mg
对环2,平衡时有:2mg-3FT2cosα=0,
由此
环2中心与环3中心之距离:
得:
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