background image

11. We use m

1

for the 20 kg of the sphere at (x

1

, y

1

) = (0.51.0) (SI units understood), m

2

for the 40 kg

of the sphere at (x

2

, y

2

) = (

1.0, −1.0), and m

3

for the 60 kg of the sphere at (x

3

, y

3

) = (0,

0.5). The

mass of the 20 kg object at the origin is simply denoted m. We note that r

1

=

1.25, r

2

=

2, and

r

3

= 0.5 (again, with SI units understood). The force 

F

n

that the n

th

sphere exerts on has magnitude

Gm

n

m/r

2

n

and is directed from the origin towards m

n

, so that it is conveniently written as



F

n

=

Gm

n

m

r

2

n



x

n

r

n

ˆi+

y

n

r

n

ˆj



=

Gm

n

m

r

3

n



x

n

ˆi+ y

n

ˆj



.

Consequently, the vector addition to obtain the net force on becomes



F

net

=

3



n=1



F

n

=

Gm



3



n=1

m

n

x

n

r

3

n



ˆi+



3



n=1

m

n

y

n

r

3

n



ˆj



=

9.× 10

9

ˆi

− 3.× 10

7

ˆj

in SI units. Therefore, we find the net force magnitude is

| F

net

= 3.× 10

7

N.


Document Outline