aA=2.36 m/s2 hacia abajo
aB=2.61 m/s2 hacia arriba
aC=0.50 m/s2 hacia abajo

Aislamos los bloques y hacemos los digramas de sólido libre correspondientes. Suponemos que el bloque A se desplaza hacia abajo. Para todos los cuerpos se debe verificar la segunda ley de Newton:

ΣF=ma

Para el bloque A:

TA-mAg=-mAaA

Para la polea A (la masa mp es despreciable):

TA-T-T´=mpaA=0

Como la polea está rotando:

Por tanto:

mAaA=mAg-2T (1)

 

Suponemos que el bloque B se desplaza también hacia abajo. Para este bloque:

mBg-TB=mBaB

En la polea D:

T´´r-Tr=0

porque la masa de la polea es despreciable. Tendremos entonces:

T´´=T

En la polea B:

T´´´r-Tr=0

porque la masa de esta polea también es despreciable. Obtenemos la ecuación:

T´´´=T

Además en la polea:

TB-2T=mpaB=0 ⇒ TB=2T

Por tanto, en el bloque B:

mBaB=mBg-2T (2)

 

Por último, aislamos el bloque C con la correspondiente polea. Suponemos que el bloque C se desplaza hacia arriba. En la polea C:

Tr-T´´´´r=0 ⇒
T´´´´=T

En el bloque C:

T-mCg=mCaC (3)

 

De las ecuaciones (1), (2) y (3) sustituyendo los valores conocidos tenemos:

25aA=25 × 9.8-2T

15aB=15 × 9.8-2T

10aC=T-10 × 9.8

Es un sistema de tres ecuaciones y cuatro incógnitas. La cuarta ecuación la determinaremos teniendo en cuenta que los movimientos de los tres bloques están relacionados entre sí.

La cuerda que une el bloque C pasando a través de las poleas a un punto fijo O, así como los otros trozos de cuerda, que mantienen los otros bloques unidos a las poleas y los que mantienen a las poleas D y C unidas a puntos fijos (P y Q), son inextensibles por lo que su longitud es constante. Si a las posiciones de los bloques A, B y C con respecto a la linea que une los puntos fijos las denominamos yA, yB e yC respectivamente y teniendo en cuenta lo expuesto en el párrafo anterior tenemos:

2yA+2yB+yC=cte

Derivando dos veces respecto al tiempo (y teniendo en cuenta el sentido del movimiento que hemos asignado a los bloques) obtenemos:

-2 A-2 BC=0

Es decir:

2aA+2aB-aC=0

que será la cuarta ecuación. Resolviendo el sistema determinamos

aA=2.36 m/s2

Como la solución es positiva significa que el sentido que le asignamos era correcto.

aA =2.36 m/s2

aB=-2.61 m/s2

El signo negativo indica que el movimiento de este bloque es contrario al supuesto.

aB =2.61 m/s2 ­

aC=-0.5 m/s2

Como antes, el signo negativo de aC nos indica que el desplazamiento inicial supuesto para este bloque es incorrecto.

aC =0.50 m/s2

Es decir, el bloque B sube y el C baja.