تبیان، دستیار زندگی
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. ...
بازدید :
زمان تقریبی مطالعه :

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 )!

حل مسائل نیروی تماسی-3
حل مسائل نیروی تماسی-3                     

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