หากคนสองคนกำลังดึงเชือกเดียวกันที่แรง "10 นิวตัน" ความตึงเครียดบนเชือกคืออะไร?

กำลังติดตามกฎข้อที่สามของนิวตัน (… เท่ากัน และ ตรงข้าม บังคับให้ …) สตริงยืดออกจนกว่าจะถึงจุดที่แคบที่สุด

คุณอาจจินตนาการว่านี่เป็นเหมือนเกมชักเย่อที่ทั้งสองฝ่ายตายไปแล้ว

เนื่องจากเรากำลังมุ่งเน้นไปที่แรงแนวนอนและเนื่องจากแรงในแนวราบทั้งสองนั้นถูกดึงเข้ามา ทิศทางเวกเตอร์ตรงข้าม ไปที่ เหมือนกัน ขอบเขตเหล่านี้ ยกเลิก ซึ่งกันและกันเมื่อเห็นที่นี่:

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

ตามที่ระบุไว้ในคำถามก็จะหมายความว่า #T = F_x # (ดังนั้น #T - F_x = 0 #) ดังนั้นหาก #F_x = "10 N" #, #T = color (สีน้ำเงิน) ("10 N") #.

(นอกจากนี้แม้ว่า # ม # เล็ก, #ขวาน# จะต้องเป็น # "0 m / s" ^ 2 #.)

ตอบ:

10 นิ

คำอธิบาย:

ในขณะที่หลายคนต้องการเพิ่มพลังจากปลายแต่ละด้านเพื่อให้ได้พลังทั้งหมดนี่เป็นสิ่งที่ไม่ถูกต้อง

นี่คือการประยุกต์ใช้กฎข้อที่สามของนิวตัน: "สำหรับทุกการกระทำมีปฏิกิริยาที่เท่าเทียมและตรงกันข้าม" วิธีเดียวที่ใครบางคนที่ปลายด้านหนึ่งของสายสามารถออกแรง 10 N ที่ปลายอีกด้านของสายเป็นปลายอีกด้านของสายออกแรง 10 N ในทิศทางตรงกันข้าม

สมมติว่าฉันแขวนมวล 1 กิโลกรัมจากระดับสปริง สิ่งนี้จะดึงด้วยแรงประมาณ 10 N ถัดไปลบน้ำหนักและติดตั้งสปริงสเกลกับผนัง ดึงที่สเกลจนกระทั่งอ่าน 1 กก. นั่นคือแรง 10 นิวตันเดียวกันที่น้ำหนัก (และแรงโน้มถ่วง) กระทำลงเมื่อแขวน สุดท้ายให้พิจารณาว่าจะเกิดอะไรขึ้นถ้าคุณต่อสเกลสปริงตัวที่สองกับผนังและจุดสิ้นสุดของสตริงกับสเกลสปริงนั้น เมื่อคุณดึงแรงพอที่จะทำให้มันอ่านได้ 1 กิโลกรัมมาตราส่วนของสปริงที่ปลายอีกด้านจะแสดง 1 กิโลกรัม พวกมันบ่งบอกถึงแรงที่เท่ากันในทิศทางตรงกันข้าม

ตอบ:

10 นิวตัน

คำอธิบาย:

ใช้จุดใด ๆ ตามสตริงนั้นจะต้องดึงเท่ากันทั้งสองทิศทาง ทีนี้หาขอบที่ดึงด้วย 10N พวกเขาก็ต้องมีความสมดุลเช่นกันดังนั้นสตริงจึงมีความตึง 10N (กฎข้อที่ 3 ของนิวตัน)

… ความเข้าใจผิดที่พบบ่อยคือการเพิ่ม 10N เป็น 10N เพื่อรับ 20N แต่ไม่มีเหตุผลสำหรับข้อผิดพลาดนี้