Si dues persones tiren la mateixa corda a "10 N" de força, quina és la tensió a la corda?

Si dues persones tiren la mateixa corda a "10 N" de força, quina és la tensió a la corda?
Anonim

Després de la tercera llei de Newton (… igual i contrari forces …), la corda s'estén fins que arriba al punt més estret.

Podríeu imaginar que s’assembli a un joc de remolc amb els dos costats morts fins i tot.

Atès que ens centrem en les forces horitzontals, i ja que exactament dues forces horitzontals estan tirant endavant adreces vectorials oposades fins al mateix extensió, aquestes cancel · lar els uns als altres, com es veu aquí:

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

Com es va dir en la pregunta, significaria això #T = F_x # (tan #T - F_x = 0 #). Per tant, si #F_x = "10 N" #, #T = color (blau) ("10 N") #.

(A més, fins i tot si # m és petit, # a_x # per tant, ha de ser # "0 m / s" ^ 2 #.)

Resposta:

10 N

Explicació:

Mentre que molta gent vol simplement afegir les forces de cada extrem per obtenir una força total, això és fonamentalment incorrecte.

Aquesta és una aplicació de la tercera llei de Newton: "Per a cada acció hi ha una reacció igual i contrària". L’única manera que algú d’un extrem de la cadena pot exercir una força de 10 N a l’altre extrem de la cadena és de l’altre extrem de la cadena i exerceix una força de 10 N en la direcció oposada.

Suposeu que pengaré una massa d’1 kg a partir d’una escala de primavera. Això tira amb una força d'aproximadament 10 N. A continuació, traieu el pes i fixeu la balança de ressort a una paret. Tirar de l'escala fins que llegeixi 1 kg. Aquesta és la mateixa força de 10 N que el pes (i la gravetat) va exercir cap avall quan estava penjat. Per últim, penseu en què passaria si teniu una segona escala de primavera a la paret i l’extrem de la cadena a aquesta escala de primavera. Quan tingueu una mà prou dura per fer-la llegir 1 kg, l’escala primaveral a l’extrem també mostrarà 1 kg. Estan indicant forces iguals en direccions oposades.

Resposta:

10 Newtons

Explicació:

Preneu qualsevol punt al llarg de la corda, s’ha de tirar igual en ambdues direccions. Ara preneu-vos les vores que s’estiren amb 10N. També han de ser equilibrats, per tant, la cadena té tensió de 10N. (Newton's 3rd Law)

… Un error comú és afegir 10N a 10N per obtenir 20N, però no hi ha cap justificació per a aquest error.