Hvis to personer trækker på samme reb på "10 N" af kraft, hvad er spændingen på rebet?

Efter Newtons tredje lov (… lige og modsat kræfter …) strækker strengen, indtil den når sit strameste punkt.

Du kan forestille dig, at dette er som et trækkrigsspil med begge sider døde selv.

Da vi fokuserer på horisontale kræfter, og da der lige trækkes to horisontale kræfter ind modsatte vektor retninger til samme omfang, disse afbestille hinanden ud som set her:

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

Som det fremgår af spørgsmålet, ville det betyde det #T = F_x # (så #T - F_x = 0 #). Således, hvis #F_x = "10 N" #, #T = farve (blå) ("10 N") #.

(Desuden, selvom # M # Er lille, #økse# må derfor være # "0 m / s" ^ 2 #.)

Svar:

10 N

Forklaring:

Mens mange mennesker gerne vil blot tilføje styrkerne fra hver ende for at få en samlet styrke, er dette grundlæggende ukorrekt.

Dette er en anvendelse af Newtons tredje lov: "For hver handling er der en lige og modsat reaktion." Den eneste måde, hvorpå en person i den ene ende af strengen kan udøve en kraft på 10 N i den anden ende af strengen, er i den anden ende af strengen, der udøver en 10 N kraft i modsat retning.

Antag jeg hænge en 1 kg masse fra en fjeder skala. Dette trækker med en kraft på ca. 10 N. Derefter fjernes vægten og fastgør fjederskalaen til en væg. Træk på skalaen, indtil den læser 1 kg. Det er den samme 10 N kraft, som vægten (og tyngdekraften) udøvede nedad, da den hængte. Endelig overveje, hvad der ville ske, hvis du vedhæftede en anden fjeder skala til væggen og slutningen af strengen til den forår skala. Når du trækker en hård nok til at få den til at læse 1 kg, viser fjederskalaen på den modsatte ende også 1 kg. De indikerer lige kræfter i modsatte retninger.

Svar:

10 Newtons

Forklaring:

Tag noget punkt langs strengen, det skal trækkes lige i begge retninger. Tag nu de meget kanter, der trækkes med 10N. De skal også være afbalanceret, derfor har strengen spænding på 10N. (Newtons tredje lov)

… En almindelig misforståelse er at tilføje 10N til 10N for at få 20N, men der er ingen begrundelse for denne fejl.