Question

Две бусинки нанизаны на горизонтальную спицу и разделены пружиной жесткости k. Через отверстия бусинок продели нить, пропустили ее через третью бусинку, имеющую массу m, и связали концы нити. После того, как конструкцию отпустили, и она пришла в равновесное состояние, нить образовала правильный треугольник со стороной a. Определите начальную длину пружины.

Answer 1

обозначим через T силу натяжения нижних нитей.
по вертикали: силы, действующие на нижнюю бусинку:
2*T*cos(30) - mg = 0;

обозначим через х укорочение пружины.
по горизонтали: силы действующие на верхнюю бусинку:
T*sin(30) - kx = 0

отсюда $x = <var>frac{mg cdot tg(30)}{2 cdot k}</var>$
начальная длина пружины $= a + x = a + frac{mg cdot tg(30)}{2 cdot k}$