Jos kaksi ihmistä vetää samaa köyttä "10 N": n voimalla, mikä on jännitys köydellä?

Newtonin kolmannen lain jälkeen (… yhtä suuri ja vastapäätä voimat …), merkkijono ulottuu, kunnes se saavuttaa tiukimman pisteensä.

Voit kuvitella, että tämä on kuin sotapeli, jossa molemmat osapuolet ovat kuolleet.

Koska keskitymme horisontaalisiin voimiin ja koska juuri kaksi vaakasuoraa voimaa vetää sisään vastakkaiset vektorin suunnat että sama laajuudeltaan peruuttaa toisensa ulos, kuten täällä nähdään:

#sum F_x = T - F_x = ma_x = 0 #

Kuten kysymyksessä todetaan, se merkitsisi sitä #T = F_x # (niin #T - F_x = 0 #). Jos siis #F_x = "10 N" #, #T = väri (sininen) ("10 N") #.

(Lisäksi, vaikka # M # on pieni, #kirves# sen on siis oltava # "0 m / s" ^ 2 #.)

Vastaus:

10 N

Selitys:

Vaikka monet ihmiset haluaisivat vain lisätä voimat kummastakin päästä saadakseen kokonaisvoiman, tämä on pohjimmiltaan virheellinen.

Tämä on Newtonin kolmannen lain soveltaminen: "Jokaiselle toiminnalle on sama ja vastakkainen reaktio." Ainoa tapa, jolla joku merkkijonon toisessa päässä voi käyttää 10 N: n voimaa merkkijonon toisessa päässä, on merkkijonon toisesta päästä 10 N: n voimaa vastakkaiseen suuntaan.

Oletetaan, että ripustan 1 kg: n massa keväällä. Tämä vetää noin 10 N: n voimalla. Seuraavaksi poista paino ja kiinnitä jousimittari seinään. Vedä mittakaavassa, kunnes se lukee 1 kg. Se on sama 10 N voima, jota paino (ja painovoima) vaikutti alaspäin, kun se roikkui. Lopuksi, mieti, mitä tapahtuisi, jos kiinnitätte toisen jousimittarin seinään ja merkkijonon loppuun kyseiseen kevään mittakaavaan. Kun vedät yhtä kovaa, jotta se luetaan 1 kg, vastakkaisessa päässä oleva jousimittari näyttää myös 1 kg. Ne osoittavat yhtäläiset voimat vastakkaisiin suuntiin.

Vastaus:

10 Newtonia

Selitys:

Ota jokin kohta merkkijonoa pitkin, se on vedettävä tasaisesti molempiin suuntiin. Ota nyt ne reunat, jotka on vedetty 10N: llä. Niiden on myös oltava tasapainossa, joten merkkijonolla on jännite 10N. (Newtonin kolmas laki)

… Yleinen väärinkäsitys on lisätä 10N 10N: iin 20N: n saamiseksi, mutta tätä virhettä ei ole perusteltua.