Rozkład siły na równi. Siła zsuwająca. Krążek

Dynamika. Zasady dynamiki.

Pojęcia zastosowane w rozwiązaniu zadania:

Druga zasada dynamiki.

Pole grawitacyjne.

Siła nacisku.

Siła reakcji podłoża.

Krążek (bloczek nieruchomy).

Zadanie

Na poziomym, idealnie gładki i sprężystym, stole znajduje się układ złożony z dwóch klocków połączonych nieważką, nierozciągliwą nitką przerzuconą przez bardzo lekki, obracający się bez tarcia bloczek.

Obliczyć:

siłę wypadkową działającą na układ klocków (nadającą przyspieszenie);

przyspieszenie każdego ciała;

wartość prędkości tuż przed dotknięciem podłoża, jeśli stół ma wysokość h;

siłę potrzebną do utrzymania układu klocków w ruchu jednostajnym.

Określić warunki, w których:

ciała zaczną się poruszać (rozpoczną ruch);

ciało będzie stale spoczywać na stole.

Jedynym źródłem siły jest pole grawitacyjne. Siła ciężkości działa na oba ciała. Ciężar ciała znajdującego się na stole powoduje nacisk ciała na stół. Wartość siły nacisku jest równa wartości ciężaru ciała.

Kierunek i zwrot siły nacisku ciała znajdującego się na poziomej powierzchni pokrywają się. Pamiętać trzeba o tym, że ciężar ciała to siła działająca na ciało (klocek). Siła nacisku to siła z jaką klocek działa na stół.

Stół działa na klocek siłą mającą wartość siły nacisku, skierowaną pionowo do góry. Oznacza to, że siła reakcji podłoża na klocek i ciężar ciała równoważą się – siły działają na to samo ciało, mają:

ten sam kierunek;

przeciwne zwroty

i takie same wartości.

Siły reakcji podłoża (sprężystości podłoża) FR i ciężaru ciała Q równoważą się – s przyłożone do tego samego ciała, mają ten sam kierunek, takie same wartości i przeciwny zwrot.

Na ruch klocka znajdującego się na stole nie wpływa ciężar tego klocka, ani siła reakcji podłoża. Ruch tego klocka może być wywołany tylko siłą ciężaru klocka wiszącego na lince.

Jak jest rola nitki i bloczka? Nitka przenosi siłę. Nitka jest nierozciągliwa więc nie zmienia wartości siły. Nitka jest nieważka, a więc nie jest potrzebna siła do wprawienia jej w ruch przyspieszony.

Bloczek powoduje zmianę kierunku działania siły, bez zmiany jej wartości (bloczek jest prawie nieważki). Zwrot siły ulega takiemu samemu obrotowi jak i kierunek.

W ruch (przyspieszony) wprawiane są:

oba klocki;

nitka;

bloczek.

Pominięcie mas nitki i bloczka oznacza, że w dalszych obliczeniach będziemy brali pod uwagę tylko ruch klocków i siły działające na te klocki.

Źródłem siły wypadkowej działającej na układ klocków (bloczka i nitki) jest siłą ciężkości klocka zwisającego na nitce.

W przypadku, gdy masa ciała znajdującego się na stole jest równa zero, otrzymamy spadek swobodny ciała zwisającego na nitce.

W przypadku, gdy ciało zwisające na nitce ma masę zero, otrzymamy zerowe przyspieszenie – ciało to, nie zacznie się poruszać

W pozostałych przypadkach układ ciał poruszać się będzie z przyspieszeniem mniejszym niż przyspieszenie ziemski.

5. Ciała połączone linką na stole z bloczkiem.



3. Układ ciał z bloczkiem.



6. Rozkład sił działających na klocek na stole.



2. Przyspieszenie układu klocków połączonych linka.



1. Sprawdzenie rozwiązania dla przypadków szczególnych.



293.5-2008.05.19

---

kontakt