Dacă doi oameni trag pe aceeași coardă la "10 N" de forță, care este tensiunea pe frânghie?

Urmând a treia lege a lui Newton (… egal și opus forțele …), șirul se întinde până când atinge punctul său cel mai strâns.

S-ar putea să vă imaginați că acest lucru este ca un joc de remorcare cu ambele părți mort chiar.

Deoarece ne concentrăm asupra forțelor orizontale și deoarece intră exact două forțe orizontale direcții vectori opuse la la fel măsură, acestea Anulare reciproc afară, așa cum se vede aici:

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

După cum se menționează în întrebare, ar însemna acest lucru #T = F_x # (asa de #T - F_x = 0 #). Astfel, dacă # F_x = "10 N" #, #T = culoare (albastru) ("10 N") #.

(În plus, chiar dacă # M # este mic, #topor# trebuie să fie # "0 m / s" ^ 2 #.)

Răspuns:

10 N

Explicaţie:

În timp ce mulți oameni ar dori să adauge pur și simplu forțele de la fiecare capăt pentru a obține o forță totală, acest lucru este fundamental incorect.

Aceasta este o aplicare a Legii a treia a lui Newton: "Pentru fiecare acțiune există o reacție egală și opusă". Singurul mod în care cineva de pe un capăt al șirului poate exercita o forță de 10 N pe celălalt capăt al șirului este de celălalt capăt al șirului exercită o forță de 10 N în direcția opusă.

Să presupunem că am atârnat o masă de 1 kg de la o scară de primăvară. Aceasta trage cu o forță de aproximativ 10 N. Apoi, scoateți greutatea și atașați scara arcului la un perete. Trageți pe scară până când citește 1 kg. Aceasta este aceeași forță de 10 N ca greutatea (și gravitatea) exercitată în jos atunci când a fost agățat. În cele din urmă, gândiți-vă ce s-ar întâmpla dacă ați atașat o a doua scară de primăvară la perete și la sfârșitul șirului la acea scară de primăvară. Când trageți unul suficient de puternic pentru a citi 1 kg, scara de primăvară de la capătul opus va afișa, de asemenea, 1 kg. Acestea indică forțe egale în direcții opuse.

Răspuns:

10 Newtoni

Explicaţie:

Luați orice punct de-a lungul șirului, trebuie tras în mod egal în ambele direcții. Acum luați marginile care sunt trase cu 10N. Și ele trebuie să fie echilibrate, deci șirul are o tensiune de 10N. (Legea a 3-a a lui Newton)

… O concepție greșită comună este de a adăuga 10N la 10N pentru a obține 20N, dar nu există nicio justificare pentru această eroare.