The solution at revision #20343 of , by Valter. This is not the current version.

Условие

2.8.4. Через три отверстия в крышке стола пропущены нити, связанные с одного конца общим узлом. К другому концу каждой нити прикреплены одинаковые грузы. Найдите углы между нитями. Трением пренебречь.

К задаче $2.8.4$
К задаче

Решение

Так как к нитям подвешены одинаковые по массе грузы, натяжение каждой нити одинаково: .

Узел нитей находится в состоянии статического равновесия. Это означает, что векторная сумма сил натяжения всех трех нитей равна нулю. Из этого следует важный вывод: векторная сумма сил натяжения любых двух нитей должна по модулю равняться силе натяжения третьей нити (то есть равняться ) и быть направлена в противоположную сторону.

Вид сверху
Вид сверху

Рассмотрим сумму векторов двух сил натяжения, угол между которыми равен (см. рисунок "Вид сверху"). Модуль результирующего вектора можно найти из геометрии ромба (или по теореме косинусов):

Так как для равновесия необходимо, чтобы , получаем уравнение:


Поскольку это условие (сумма двух векторов равна третьему) должно выполняться для любой пары нитей, то все три угла между соседними нитями должны быть равны друг другу.

Обозначив углы как , и , получаем:

Ответ