Zadanie 3.4.2.1
Informacja
Możesz zobaczyć odpowiedź klikając w przycisk "Odpowiedź" lub sprawdzać kolejne etapy rozwiązania, wybierając prawidłowe odpowiedzi. W rozwiązaniu znajdziesz wskazówki, obliczenia i objaśnienia.
Dane i szukane
Dane:
- masa pierwszego ciała \(m_1=1\,\mathrm{kg}\),
- masa drugiego ciała \(m_2=2\,\mathrm{kg}\),
- maksymalna wartość naprężenia \(F_{Nmax}=20\,\mathrm{N}\).
Szukane:
- maksymalna wartość siły niepowodująca zerwania nici \(F\).
Odpowiedź
Maksymalna siła pozioma, jaką można przyłożyć do pierwszego z tych ciał, aby nić się nie zerwała, wynosi \(F=30\,\mathrm{N}\).
Polecenie
Poniżej przedstawione są dwa stwierdzenia. Wybierz jedno prawidłowe.
Wybór 1 z 2
W poziomie, na ciało pierwsze, działa tylko siła naciągu nici łączącej oba klocki, natomiast na ciało drugie działa siła zewnętrzna.
Wybór 2 z 2
W poziomie, na ciało pierwsze, działa siła zewnętrzna oraz przeciwna do niej siła naciągu nici łączącej oba klocki, natomiast na ciało drugie tylko siła naciągu nici.
\(F=10\,\mathrm{N}\)
\(F=20\,\mathrm{N}\)
Rozwiązanie
Klocki leżą na doskonale gładkim stole, więc w rozważaniach pomijamy siłę tarcia.
Na klocek pierwszy działają dwie siły:
Na klocek drugi działa tylko jedna siła
Z drugiego równania otrzymujemy \(\displaystyle{a=\frac{F_n}{m_2}}\). Wartość tą podstawiamy do równania pierwszego:
W ten sposób otrzymaliśmy bezpośredni związek między siłą przyłożoną do ciała pierwszego a naprężeniem nici. Ponieważ nić może wytrzymać naprężenie nie przekraczające \(20\,\mathrm{N}\), to maksymalna siła, jaką można przyłożyć siłę do pierwszego ciała, wynosi:
Odpowiedź
Maksymalna siła pozioma, jaką można przyłożyć do pierwszego z tych ciał, aby nić się nie zerwała, wynosi \(F=30\,\mathrm{N}\).