Ένα μπλοκ μάζας M τραβιέται με ένα σχοινί στην επιφάνεια χωρίς τριβή εάν η δύναμη P εφαρμόζεται στο ελεύθερο άκρο τι θα ασκηθεί από το M;
Κατανόηση της εγκατάστασης
* μπλοκ μάζας m: Αυτό είναι το μεγαλύτερο μπλοκ που τραβήχτηκε.
* σχοινί: Ένα αδιάφορο, ανεκτόματο σχοινί συνδέει το μπλοκ μάζας «m» στο μπλοκ της μάζας «m».
* δύναμη p: Μια εξωτερική δύναμη εφαρμόζεται στο ελεύθερο άκρο του σχοινιού.
* επιφάνεια χωρίς τριβή: Δεν υπάρχει τριβή που να αντιτίθεται στην κίνηση των μπλοκ.
Βασικές αρχές
* Ο δεύτερος νόμος του Νεύτωνα: Η επιτάχυνση ενός αντικειμένου είναι άμεσα ανάλογη με την καθαρή δύναμη που ενεργεί σε αυτό και αντιστρόφως ανάλογη με τη μάζα του (F =MA).
* Τάση σε σχοινί: Σε ένα ιδανικό σχοινί, η ένταση είναι ομοιόμορφη σε όλη την έκταση. Αυτό σημαίνει ότι η δύναμη που ασκεί το σχοινί στο «M» είναι η ίδια με τη δύναμη που ασκεί το «M».
Λύση
1. Συνδυασμένο σύστημα: Δεδομένου ότι τα μπλοκ συνδέονται με το σχοινί και δεν υπάρχει τριβή, μπορούμε να τα αντιμετωπίσουμε ως ένα μόνο σύστημα με συνδυασμένη μάζα (M + M).
2. καθαρή δύναμη: Η μόνη εξωτερική δύναμη που ενεργεί στο συνδυασμένο σύστημα είναι «p».
3. Επιτάχυνση: Εφαρμογή του δεύτερου νόμου του Newton στο συνδυασμένο σύστημα:
* P =(m + m) * a
* a =p / (m + m)
4. Δύναμη στο 'm': Η δύναμη που ασκείται από το σχοινί στο «M» είναι η ένταση στο σχοινί. Δεδομένου ότι το σχοινί είναι χωρίς μάζα και ανέφερε, η ένταση είναι ίση με τη δύναμη που προκαλεί την επιτάχυνση του μπλοκ «m»:
* Δύναμη στο 'm' =tension =m * a =m * (p / (m + m))
Ως εκ τούτου, η δύναμη που ασκείται από το σχοινί στο μπλοκ της μάζας 'm' είναι (m * p) / (m + m).
