Uwaga! Do wykonania poniższego zadania wydrukowano stronę z dodatkowymi zadaniami w formacie strony A4.

---

 Uzasadnienie: 

Z podziałki znajdującej się na rysunku odczytujemy, że:

$1,2\mathrm{cm}\text{——–}1000\mathrm{N}$

Podziałka ta pozwoli nam wyznaczyć wartość siły napędzającej wagon $\vec{F}$ (oznaczonej kolorem fioletowym) oraz siły oporów ruchu  $\vec{T}$ (oznaczonej kolorem czarnym).

Odmierzamy za pomocą linijki długość siły napędzającej oraz długość siły oporów ruchu.

Odczytujemy z linijki odpowiednio:

▶ Długość wektora siły napędzającej:

$x_F=4,8\mathrm{cm}$

▶ Długość wektora siły oporów ruchu:

$x_T=6\mathrm{cm}$

 

Korzystając z metody proporcji wyznaczamy wartości poszczególnych sił:

 

▶ Wartość siły napędzającej $F$

Z metody proporcji mamy:

$1\mathrm{cm}\text{——–}1000\mathrm{N}$

$4,8\mathrm{cm}\text{——–}F$

Mnożąc na krzyż otrzymujemy:

$F=\frac{4,8\mathrm{cm}\cdot 1000\mathrm{N}}{1,2\mathrm{cm}}=\frac{4,8\mathrm{cm}}{1,2\mathrm{cm}}\cdot 1000\mathrm{N}=$

$=4\cdot 1000\mathrm{N}=4000\mathrm{N}$

 

▶ Wartość siły oporów ruchu $T$

Z metody proporcji mamy:

$1\mathrm{cm}\text{——–}1000\mathrm{N}$

$6\mathrm{cm}\text{——–}T$

Mnożąc na krzyż otrzymujemy:

$T=\frac{6\mathrm{cm}\cdot 1000\mathrm{N}}{1,2\mathrm{cm}}=\frac{6\mathrm{cm}}{1,2\mathrm{cm}}\cdot 1000\mathrm{N}=$

$=5\cdot 1000\mathrm{N}=5000\mathrm{N}$

 

Zauważmy, że siła $\vec{F}$ oraz $\vec{T}$ mają ten sam kierunek, ale przeciwne zwroty. Co więcej, siła $\vec{T}$ ma większą wartość od siły $\vec{F}$. Zatem siła wypadkowa tych dwóch sił będzie miała ten sam kierunek oraz zwrot  jak siła o większej wartości, czyli jak siła $\vec{T}$. Wartość siły wypadkowej będzie różnicą siły o mniejszej wartości od siły o większej wartości:

$F_w=T-F$

Wstawiamy dane i obliczamy:

$F_w=5000\mathrm{N}-4000\mathrm{N}=1000\mathrm{N}$

Zatem siła wypadkowa ma następujące własności:

• wartość siły wynosi 1000 N,
• kierunek poziomy,
• zwrot w lewo lub do tyłu (względem kierunku poruszania się pociągu w prawo).

 

 Odpowiedź:

Siła wypadkowa ma wartość oraz zwrot:

B. 1000 N w tył.