אם שני אנשים מושכים אותו חבל על "10 N" של כוח, מה המתח על החבל?

בעקבות החוק השלישי של ניוטון (… שווה ו מול כוחות …), החוט משתרע עד שהוא מגיע לנקודה הדוקה ביותר.

אתה יכול לדמיין את זה כדי להיות כמו משחק משיכה של המלחמה עם שני הצדדים מתים אפילו.

מכיוון שאנו מתמקדים בכוחות אופקיים, ומכיוון שדווקא שני כוחות אופקיים מושכים פנימה כיווני נגד אל ה אותו מידה, אלה ביטול אחד את השני, כמו לראות כאן:

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

כאמור בשאלה, זה אומר #T = F_x # (לכן #T - F_x = 0 #). לכן, אם #F_x = "10 N" #, #T = צבע (כחול) ("10 N") #.

(בנוסף, גם אם #M# קטן, # a_x # חייב להיות # "0 m / s" ^ 2 #.)

תשובה:

10 N

הסבר:

בעוד אנשים רבים רוצים פשוט להוסיף את הכוחות מכל קצה כדי לקבל כוח מוחלט, זה לא נכון ביסודו.

זהו יישום של החוק השלישי של ניוטון: "על כל פעולה יש תגובה שווה ומנוגד". הדרך היחידה שמישהו בקצה אחד של החוט יכול להפעיל כוח של 10 N בקצה השני של המחרוזת היא של הקצה השני של החוט מפעיל כוח 10 N בכיוון ההפוך.

נניח שאני תולה מסה של 1 ק"ג מסולם קפיץ. זה מושך עם כוח של כ 10 N. לאחר מכן, להסיר את המשקל ואת לצרף את האביב בקנה מידה לקיר. משוך את הסולם עד שהוא קורא 1 ק"ג. זה אותו כוח N 10 שהמשקל (וכוח הכבידה) הפעילו כלפי מטה כאשר הוא היה תלוי. לבסוף, שקול מה יקרה אם תצמיד את האביב השני לקיר לקצה המחרוזת לסולם האביב. כאשר אתה מושך אחד חזק מספיק כדי להפוך אותו לקרוא 1 ק"ג, את האביב בקנה מידה בצד הנגדי יהיה גם להראות 1 ק"ג. הם מצביעים על כוחות שווים בכיוונים מנוגדים.

תשובה:

10 ניוטונים

הסבר:

קח כל נקודה לאורך החוט, זה חייב להיות משוך שווה בשני הכיוונים. עכשיו לקחת את הקצוות מאוד כי הם משכו עם 10N. גם הם חייבים להיות מאוזנים, ולכן מחרוזת יש מתח של 10N. (החוק השלישי של ניוטון)

… טעות נפוצה היא להוסיף 10N ל 10N כדי לקבל 20N, אבל אין הצדקה לשגיאה זו.