Як знайти силу натягу нитки. сила натягу нитки підвішеним вантажем.

Часто в задачах з механіки доводиться мати справу з блоками і вантажами, підвішених на нитках. Вантаж натягує нитку, під його дією на нитку діє сила натягу. Точно така ж по модулю, але протилежна за напрямом сила діє з боку нитки на вантаж відповідно до третього закону Ньютона.
Вам знадобиться
  • машина Атвуда, важки
Інструкція
1
Для початку потрібно розглянути найпростіший випадок, коли вантаж, підвішений на нитки спочиває. На вантаж у вертикальному напрямку вниз діє сила тяжіння Fтяж = mg, де m - маса вантажу, а g - прискорення вільного падіння (на Землі ~ 9,8 м/(с ^ 2). Так як вантаж нерухомий, а крім сили тяжіння і сили натягу нитки інші сили на нього не діють, то згідно з другим законом Ньютона T = Fтяж = mg, де T - сила натягу нитки. Якщо вантаж при цьому рухається рівномірно, тобто без прискорення, то T також одно mg згідно з першим законом Ньютона.
2
Нехай тепер вантаж з масою m рухається вниз з прискоренням a. Тоді за другим законом Ньютона Fтяж-T = mg-T = ma. Таким чином, T = mg-a.Еті два найпростіших випадку, наведених вище, і потрібно використовувати в більш складних задах для визначення сили натягу нитки.
3
В задачах з механіки зазвичай робиться важливе допущення, що нитка нерастяжима і невагома. Це означає, що масою нитки можна знехтувати, а сила натягу нитки однакова по всій дліне.Простейшій випадок такого завдання - аналіз руху вантажів на машині Атвуда. Ця машина представляє з себе закріплений блок, через який перекинута нитка, до якої підвішені два вантажі масами m1 і m2. Якщо маси вантажів різні, то система приходить в поступальний рух.
4
Рівняння для лівого і правого тел на машині Атвуда записуватимуться у вигляді: -m1 * a1 = -m1 * g + T1 і m2 * a2 = -m2 * g + T2. Враховуючи властивості нитки, T1 = T2. Висловивши силу натягу нитки T з двох рівнянь, ви отримаєте: T = (2 * m1 * m2 * g)/(m1 + m2).