Question

一根繩子跨過裝在高架橫梁上的定滑輪，一端掛質量為M的物體，另一端吊一載人的梯子而平衡，人的質量為m，若滑輪與繩子的質量和摩擦均不計，問使滑輪對天花板的反作用力為零，人應作什么規律的運動？

Answer 1

人相對于梯子作豎直向下、大小為g的勻加速運動

由平衡條件知，梯子質量為M-m；由滑輪對高架橫梁的反作用力為零的條件知，物體M和梯子分別作豎直向上和豎直向下的大小為g的勻加速運動，此時由物體M、梯子和人構成的系統受到的合外力F_合=2Mg，由質點系牛頓第二定律得：
2Mg=M₁ +(M-m)₂+ m₃
=Mg –(M-m)g+ m₃
="mg" + m₃
解得₃ =g
即人作豎直向下、大小為g的勻加速運動。
亦即人相對于梯子作豎直向下、大小為g的勻加速運動