Wypiszmy dane podane w zadaniu:
Przyjmujemy, że:
Zanim zaczniemy odpowiadać na poszczególne podpunktu musimy wykonać rachunki pomocnicze. Zacznijmy od podzielenia sobie ruchu klocka na dwa etapu. I etap - przed zerwaniem nici, II etap - po zerwaniu nici.
I ETAP
Zapiszmy układ równań sił działających na klocka i obciążnik:
gdzie a jest przyspieszeniem układu, m1 jest masą klocka, m2 jest masą obciążnika, T jest siłą tarcia o podłoże klocka, Fg jest siłą ciężkości działającą na obciążnik, FN jest siłą naciągu nici. Siłę tarcia możemy przedstawić jako iloczyn współczynnika tarcia klocka i siły nacisku na podłoże tego klocka:
Natomiast w naszym przypadku siła nacisku jest równa sile ciężkości działającej na klocek, dlatego możemy zapisać, że:
gdzie g jest przyspieszeniem ziemskim. Siłę ciężkości działającą na obciążnik możemy zapisać wzorem:
Otrzymujemy wówczas układ równań w postaci:
Wyznaczmy z tej zależności przyspieszenie z jakim porusza się układ:
Skorzystajmy tylko z drugiego równania:
Komentarze