Kuidas lahendada Atwoodi masinaga seotud probleeme

Atwoodi masinaga seotud probleemid hõlmavad kahte raskust, mis on ühendatud rihmaratta vastaskülgedele riputatud nööriga. Lihtsuse huvides eeldatakse, et nöör ja rihmaratas on massitu ja hõõrdevaba, vähendades seetõttu probleemi Newtoni füüsikaseaduste harjutuseks. Atwoodi masinprobleemi lahendamine eeldab, et arvutate kaalu süsteemi kiirenduse. See saavutatakse Newtoni teise seaduse abil: jõud võrdub massi ja kiirendusega. Atwoodi masinaprobleemide raskus seisneb nöörile mõjuva pingejõu määramises.

Joonistage neile mõjuvaid jõude tähistavad nooled. Mõlemal raskusel tõuseb üles pingutusjõud "T", samuti gravitatsioonijõud tõmbab alla. Raskusjõud on võrdne kaalu "g" (võrdne 9,8) massiga (massiga 1 märgitud "m1" ja kaalu "m2" massiga). Seetõttu on kergema kaalu raskusjõud m1_g ja suurema kaalu jõud m2_g.

Arvutage kergemale kaalule mõjuv netojõud. Netojõud on võrdne pingutusjõuga, millest on lahutatud gravitatsioonijõud, kuna need tõmbavad vastassuunas. Teisisõnu: Neto jõud = Pingutusjõud - m1 * g.

instagram story viewer

Arvutage raskemale kaalule mõjuv netojõud. Netojõud on võrdne gravitatsioonijõuga, millest lahutatakse pingutusjõud, seega Netojõud = m2 * g - Pingutusjõud. Sellel küljel lahutatakse pinge massist ja gravitatsioonist, mitte vastupidi, kuna pinge suund on rihmaratta vastaskülgedel vastupidine. See on mõttekas, kui arvestada horisontaalselt paigutatud kaalu ja nööri - pinge tõmbub vastassuunas.

Võrgu netojõu asendaja (pingutusjõud - m1_g) netojõud = m1_kiirendus (Newtoni 2. seadus ütleb, et jõud = mass * kiirendus; kiirendus märgistatakse edaspidi "a"). Pingutusjõud - m1_g = m1_a või Pinge = m1_g + m1_a.

Asendage 5. sammu pinge võrrand 4. sammu võrrandiga. Netojõud = m2_g - (m1_g + m1_a). Newtoni 2. seaduse järgi on netojõud = m2_a. Asendamise korral m2_a = m2_g - (m1_g + m1_a).

Leidke süsteemi kiirendus, lahendades a: a_ (m1 + m2) = (m2 - m1) _g, seega a = ((m2 - m1) * g) / (m1 + m2). Teisisõnu on kiirendus võrdne kahe massi erinevuse 9,8-kordse jagamisega kahe massi summaga.

Teachs.ru
  • Jaga
instagram viewer