حل مسائل نیروی تماسی-3
در مطالب حل مسائل نیروی تماسی ١ و حل مسائل نیروی تماسی ٢، مسائلی به عنوان نمونه همراه با حل آن ها خدمت شما ارائه گردید در این مطلب نیز یك مسأله برای خیلی از فیزیك دوستان آماده نموده ایم، با ما همراه باشید.
دو جعبه داریم یكی به جرم ٢٠kg دیگری به جرم ١٠kg كه روی هم قرار گرفتهاند. توسط نیروی افقی F = 60 N جعبه پایینی را میكشیم. اگر از اصطكاك میز با جعبه پایینی صرفنظر نماییم و ضریب اصطكاك ایستایی بین دو جعبه و ضریب اصطكاك جنبشی بین دو جعبه باشد.
اولاً بررسی كنید كه آیا دو جعبه دارای یك شتاب هستند یا خیر؟ ثانیاً در هر صورت شتاب یا شتابهای سیستم را محاسبه كنید.
راهنمایی:
مهمترین كار در اینگونه مسائل رسم FBD است. یك بار برای جرم پایینیm١ یك بار برای جرم بالاییm٢ و یك مرتبه برای هر دو(m١ و m٢ )!
ملاحظه میكنید كه هنگام رسم FBD برای هر دو جسم، از نیروهای عمل و عكسالعمل N١٢ و N٢١ و همچنین f١٢ و f٢١ صرفنظر نمودهایم، (چرا كه نیروهای داخلی هستند.)
با نوشتن رابطه شتاب سیستم به راحتی به دست میآید.
حال همین شتاب را در رابطه برای جرم m٢ قرار میدهیم و نیروی اصطكاك f١٢ را (كه در اصل عامل حركت m٢ است) به دست میآوریم.
حتماً بررسی كنید كه باشد، در غیر این صورت فرض هم شتاب بودن جرمها اشتباه بوده است.
حل:
ملاحظه میشود كه یعنی دو جرم میتوانند هم شتاب باشند.
پس شتاب هر دو جسم یكسان و برابر 2m/s2 است. در آخر رابطه را برای جسم m١ هم مینویسیم. (برای بررسی درستی اطلاعات به دست آمده)
مرکز یادگیری سایت تبیان - تهیه: محسنی
تنظیم: مریم فروزان کیا