如图,墙上有两个钉子a和b,它们的连线与水平方向的夹角为45°,两者的高度差为l。一条不可伸长的轻质细绳一端固定于a点,另一端跨过光滑钉子b悬挂一质量为m1的重物。在绳子距a端l/2得c点有一固定绳圈。若绳圈上悬挂质量为m2的钩码,平衡后绳的ac段正好水平,则重物和钩码的质量比m1/m2为多少?
解:如下图所示:
在线圈处向上的拉力:F1=m1g
在线圈处竖直向下的拉力:F2=m2g
力F2与水平向a的拉力的合力:F’=F2/cosα
而:F’=F1=m1g
故:m2g/cosα=m1g
又cosα=cosβ=l/√[l2+(l/2)2]
=2/(√5)
所以:m1/m2=1/cosβ=(√5)/2
注:用“√”表示根号
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