Решение

Республиканская олимпиада 1996 11 класс № 3

Обозначим расстояние между блоками . Запишем уравнения второго закона Ньютона для двух грузов

(Чтобы не усложнять формулы мы сразу учитываем, что нить изогнута под прямым углом).

Установим связь между величинами ускорений грузов и .
Представим движение центрального груза как суперпозицию двух

движений: вращения вокруг точки О со скоростью
направленной перпендикулярно нити;
увеличение радиуса вращения со скоростью ,
направленной вдоль нити.
Очевидно, что — скорости бокового груза.
Так как, сумма скоростей и направлена
вертикально вниз (это скорость груза ), то
и

Согласно разложению движения на составляющие, разложим и
ускорение центрального груза.
Вращательному движению соответствует
центростремительное ускорение ,
направленное вдоль нити (равное ), и
тангенциальное , направленное
перпендикулярно нити. Увеличению длины нити
соответствует ускорение , направленное вдоль нити и равное по
модулю — ускорению бокового груза. Следовательно, модуль
полного ускорения

Заметим, что эти же соотношения между скоростями и ускорениями
грузов можно получить с помощью операции дифференцирования.
Запишем закон сохранения энергии для того, чтобы выразить скорость
центрального груза

Решая совместно (2)-(4) можно найти , то есть ускорение
направленно вверх.