- Содержимое по тегу: натяжение нити

kalser.ru Физическая кинетика Содержимое по тегу: натяжение нити

Нерастяжимая невесомая нить - идеализированный объект, используемый в задачах по физике, для простоты и наглядности решения.

Рисунок к решенной задаче на форуме. Обратите внимание на наличие вектора силы натяжения T

Помимо идеальной безмассовости и сохранения размера, следует учитывать, что нить обладает еще и силой натяжения, как и все свои реальные прототипы.

Рассмотрим условие задачи на форуме:

К концу нерастяжимой и невесомой нити, намотанной на неподвижный цилиндрический сплошной блок массой М=0,4 кг, прикреплено тело массой m=0,6 кг, которое находится на наклонной плоскости с углом наклона а=60.

Какой путь пройдет тело по наклонной плоскости за t=2c, если коэффициент трения по наклонной плоскости м=0,2? Трением в блоке пренебречь.

Из рисунка выше и дальнейшего решения задачи становится понятным верный учет силы натяжения у, по сути, идеализированного объекта.

Вывод: также, как и для силы реакции опоры, вектор силы натяжения тоже обязательно нужно указывать на рисунке при наличии в условии задачи нити (шнура, троса и проч.) любого свойства.

Опубликовано в Советы по решению задач

Задачи на нахождение явного вида формулы натяжения нити требуют внимательной расстановки всех сил на рисунке и внимательной записи второго закона Ньютона для выбранных тел. Рассмотрим пример решения задачи на форуме:

Через укрепленный блок перекинута нить. К одному концу её подвешен первый груз, а к другому концу – второй и третий грузы последовательно. Массы грузов одинаковы и равны 4кг.

Найти силу натяжения нити, связывающей второй и третий грузы.

Блок считать невесомым. Трением в блоке пренебречь.

Мысленно представляем физическую ситуацию из условия:

Загрузить эту анимацию по физике на свой компьютер >>

Отображаем ситуацию задачи на рисунке:


Формула натяжения нити


Из условия отсутствия силы трения в блоке следует равенство сил натяжения нити по обе стороны блока.

Масса правой части явно больше левой, поэтому будет наблюдаться движение с ускорением.

Всего сил натяжения будет два вида. Исходя из третьего закона Ньютона, еще одной силой натяжения нити будет искомая сила между третьим и вторым грузами.

Условие невесомости блока позволяет пренебречь его вкладом в движение груза. В старших классах школы и профильных ВУЗах вводится понятие момента инерции тела. В нашем случае ничего подобного нет, и блок никак не препятствует движению грузов. Реальный тяжелый блок вынудил бы нас искать еще одно уравнение.

Итак, в движении участвуют три тела, но сил натяжения будет две. После расстановки сил мы вправе рассмотреть любые варианты движения тел по второму закону Ньютона.

Например, общее уравнение для второго и третьего тел (будьте внимательны, справа масса 2 блоков):

forces_nit

или, для каждого тела в отдельности

forces_nit2

forces_nit1

Наша задача - получить ровно столько уравнений, сколько неизвестных в задаче. В нашем случае нужны 3 уравнения (сила натяжения нити между блоком, искомое натяжение между грузами и ускорение), поэтому логичнее всего рассмотреть каждое из тел в отдельности.

В ходе решения задачи и последовательных выкладок, рабочая формула натяжения нити есть:

forces_nit3

Опубликовано в Советы по решению задач

(новое окно)

Как ввести формулу
Работает только для формы "Добавить комментарий" к материалу:
будет [img]http://latex.codecogs.com/gif.latex?t^2[/img]