החוק השני של ניטון - כדור תלוי על חוט ונשען על קיר

שאלה

כדור אחיד מוצק במשקל  45.0 ק"ג בקוטר 32.0 ס"מ, נתמך על ידי קיר אנכי חלק וחוט דק בעל משקל זניח ואורך 30 ס"מ, כפי שמוצג באיור.

(א) צייר דיאגרמת גוף חופשי של הכדור ולהשתמש בה כדי למצוא את המתח בחוט.
(ב) חשב את הכוח שמפעיל הכדור על הקיר.

איור

פתרון

 

דיאגרמת גוף חופשי

 

m = 45 kg  - מסת הכדור

  - זוית בין חוט מחובר לכדור, לאנך.

N - כוח תגובה שמפעיל הקיר על הכדור.

g = 3.8 m/sec^2 קבוע גרביטציה. 

T - מתיחות בחוט. 

 

דיאגרמת גוף חופשי

המתיחות בחוט T מורכבת משני רכיבים:

  - רכיב בכיוון ציר אנכי.

  - רכיב בכיוון ציר אופקי.

 

משוואות שיווי משקל:

 

 

הזוית על פי הציור:

נציב במשוואות שיווי משקל: