Якщо дві людини тягнуть на одній і тій же мотузці на "10 N" сили, що таке напруга на мотузці?

Якщо дві людини тягнуть на одній і тій же мотузці на "10 N" сили, що таке напруга на мотузці?
Anonim

Слідуючи третьому закону Ньютона (… рівні і навпаки сил …), струна тягнеться до тих пір, поки вона не досягне своєї найнижчої точки.

Ви можете собі уявити, що це як гра-перетягування з обох сторін мертвих навіть.

Оскільки ми зосереджуємося на горизонтальних силах, і оскільки точно втягуються дві горизонтальні сили протилежні векторні напрямки до те ж саме мірою, ці скасувати один одного, як видно тут:

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

Як сказано в питанні, це означало б, що #T = F_x # (тому #T - F_x = 0 #). Таким чином, якщо #F_x = "10 N" #, #T = колір (синій) ("10 N") #.

(Додатково, навіть якщо # m # маленький, # a_x # тому має бути # "0 м / с" ^ 2 #.)

Відповідь:

10 N

Пояснення:

Хоча багато людей хотіли б просто додати сили з кожного кінця, щоб отримати повну силу, це принципово неправильно.

Це застосування третього закону Ньютона: "Для кожної дії існує однакова і протилежна реакція". Єдиний спосіб, коли хтось на одному кінці струни може чинити силу 10 N на іншому кінці рядка, має інший кінець струни, що надає 10 N сили в протилежному напрямку.

Припустимо, я повісив 1 кг маси з весняної шкали. Це тягне з силою приблизно 10 Н. Далі знімають вагу і прикріплюють пружинні ваги до стіни. Потягніть за шкалою, поки не зчитується 1 кг. Це та сама сила 10 N, що вага (і сила тяжіння) здійснювалася вниз, коли вона висіла. Нарешті, подумайте, що станеться, якщо до стіни і кінця струни прикріпити другу весняну шкалу. Коли ви тягнете достатньо важко, щоб зчитувати 1 кг, весна-шкала на протилежному кінці також покаже 1 кг. Вони вказують рівні сили в протилежних напрямках.

Відповідь:

10 ньютонів

Пояснення:

Візьміть будь-яку точку вздовж струни, вона повинна бути в рівній мірі в обох напрямках. Тепер візьміть самі ребра, які витягнуті 10N. Вони теж повинні бути збалансованими, тому рядок має напругу 10N. (Третій закон Ньютона)

… Поширеною помилкою є додавання 10N до 10N, щоб отримати 20N, але для цієї помилки немає обґрунтування.