Канатоходец массы m медленно переходит широкую пропасть по лёгкому резиновому жгуту жёсткости k (см. рисунок). Длина жгута в нерастянутом состоянии много меньше ширины пропасти L. Найдите зависимость h прогиба жгута от расстояния x, пройденного канатоходцем. Ускорение свободного падения равно g.
Запишем силы, действующие на кусок жгута, на котором стоит канатаходец: вес канатоходца, равный mg, сила натяжения T1 от правой части остального жгута и T2 от левой части (см. рисунок). Обозначим углы, образуемые правым и левым концами жгута с горизонталью за и
соответственно. Канатоходец движется медленно, поэтому можно считать, что в каждый момент система находится в равновесии. Условием этого является равенство нулю равнодействующей сил. В проекции на горизонтальную ось:
Обозначим жёсткости правой и левой части жгута за k1 и k2, а их длины (в растянутом состоянии) за l1 и l2 соответственно. Тогда можем записать силы натяжения через абсолютные удлинения (начальной длиной пренебрегаем):
Это равенство должно выполняться при любом m, в том числе при m = 0 (канатоходца нет). Пусть сила натяжения жгута без канатоходца равна T. Тогда
Перейдём к проекции сил на вертикальную ось:
Выразив жёсткости, получим ответ:
Таким образом, канатоходец будет двигаться по параболе.
Ответ:

