Через неподвижный блок перекинута веревка. На одном конце веревки, держась руками, висит человек, а на другом — груз. Вес груза равен весу человека. Что произойдет, если человек будет подтягиваться вверх по веревке?

Представим, что верёвка перекинута через неподвижный блок, сама верёвка невесома и нерастяжима, трение в блоке отсутствует (то есть «идеальный» случай). На одном конце висит человек, держась руками за верёвку, на другом конце — груз. Массы (весы) равны.

1) Что происходит в исходном состоянии

Когда человек просто висит, система находится в равновесии: натяжение верёвки одинаково по обе стороны блока и равно весу каждого из тел. Ничто не движется.

2) Что означает «человек подтягивается»

Подтягиваясь, человек совершает внутреннее действие: он тянет верёвку вниз относительно себя (руками), а его тело поднимается относительно рук. Это важно: он не «крутит блок» напрямую и не «тянет свободный конец», как при вытягивании верёвки из системы, а только меняет конфигурацию своего тела относительно точки хватания.

3) Почему от этого не возникает «перекоса» и движение всего тела вверх

Если рассматривать систему целиком «человек + груз», то силы, которые человек создаёт руками, являются внутренними для этой системы (он тянет верёвку, верёвка тянет его). Внешние силы — это только тяжесть человека, тяжесть груза и реакции блока/опоры. При равных весах и идеальном блоке нет внешней причины, чтобы центр масс системы начал ускоряться вверх или вниз.

Когда человек подтягивается, он действительно поднимает своё тело относительно верёвки (относительно точки хвата). Но при этом он увеличивает натяжение в верёвке (на время подтягивания оно становится больше его веса, иначе он бы не мог ускоряться вверх относительно рук). Это увеличенное натяжение действует одинаково на обе стороны верёвки — значит, груз получает такое же «побуждение» двигаться в противоположную сторону.

4) Что реально будет двигаться и как

• Человек, подтягиваясь, поднимается относительно верёвки.

• Груз при этом будет двигаться вверх или вниз?
  Он будет двигаться в ту сторону, которая компенсирует перемещение человека относительно верёвки, чтобы сохранить баланс системы. В идеальном случае получается так: когда человек “выигрывает” высоту относительно верёвки, груз поднимается на такую же величину относительно земли, а точка хвата человека на верёвке опускается относительно блока.

Но ключевой вывод для вопроса обычно формулируют так:

Итог

Человек не сможет «подтянуться вверх» относительно земли так, чтобы остаться наверху, поднявшись над блоком, как будто он просто карабкается по свободному концу. Его подтягивание приведёт к перераспределению движения: он поднимается относительно верёвки, но одновременно из-за равенства весов и симметрии системы противоположный конец тоже начинает двигаться, и в результате “выигрыш” человека относительно земли компенсируется движением груза.

Иными словами: при равных весах (идеальный блок, без трения) подтягивание человека не даёт ему устойчивого подъёма всей системы вверх — вместо этого груз будет подниматься навстречу, а человек останется “в среднем” на том же уровне относительно земли, меняя лишь положение относительно верёвки/рук.