猴子爬绳

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/05/14 02:59:02
一根绳子穿过无摩擦的定滑轮,在其一端悬挂着一只10磅重的砝码,绳子的另一端有一只猴子,同时砝码正好取得平衡。当猴子开始向上爬时,砝码将如何运动

看猴子是怎么爬的了,如果是加速上爬的话,绳子施加给猴子的力T>猴子的自重G,也就是说猴子施加给绳子的力T’=-T,通过定滑轮转向后,绳子系住砝码的一段会受到绳子自身的拉力T”=T,如果绳子是不可伸展的,那么这个拉力最终会作用到砝码上,砝码的自重也是G,而T”>G,也就是说砝码也会被向上加速拉起!

当然,如果猴子是匀速爬上去的,由于猴子刚开始由静止以速度v上升的时候有一个加速度,这个加速度同样也会使得砝码获得一个向上的速度,之后猴子匀速,绳子施加给砝码的力T”=G,砝码受力平衡。至于砝码的运动状态,最终要取决于猴子第一次施力的大小,因为猴子从静止加速到v然后匀速的时候,力有一个突然减小的过程,这个过程同样会使得砝码减速,如果这个开始的触发力不大,那么砝码会振动一下保持静止在地面上;如果猴子开始的触发力很大,砝码将会匀速上升(这种情况一般很少见。)

开始向上爬应该是速度从0开始加速,此时绳子拉力应该大于重力,绳子通过滑轮,各处拉力相等。

对砝码分析,自然也是拉力大于重力,所以砝码将向上运动

砝码上升!
猴子从静止向上爬,具有向上的加速度,所以绳子给猴子的摩擦力大于猴子的重力,而根据相互作用力得猴子给绳子的摩擦力等于绳子给猴子的摩擦力;猴子给绳子的摩擦力大于猴子的重力
因为砝码起初处于平衡状态,所以猴子的重力等于砝码质量,向上爬时,依据上面分析,猴子给绳子的摩擦力大于猴子的重力,所以砝码上升!

开始向上爬应该是加速吧,那么对猴子来说受绳子拉力和重力作用
T-mg=ma
对另一端得砝码来说,受到的拉力是一样的,重力也是一样的,所以加速度也是一样的。运动状态跟猴子一样。

当猴子速度稳定下来之后,匀速上爬,那么砝码将维持原本的运动状态。

砝码和猴子的重量一样,而无摩擦的定滑轮会令猴子和砝码受到的牵引力始终相等。所以,无论猴子怎么爬,砝码的运动轨迹始终跟猴子一样。