20(3)

4 Zadanie - Żyrandol

Żyrandol o masie m — 7.4 kg przyczepiono do sufitu za pomocą linki. Oblicz, jaką siłą działa sufit na linkę i zaznacz na rysunku wektor tej siły. Żyrandol nie porusza się, linka jest nieważka, a cały układ znajduje się w stałym polu grawitacyjnym o natężeniu g = 10 m/s².

A'

8

Rozwiązanie

Czyrn jest siła działająca na ciało o masie m? Zgodnie z drugą zasadą dynamiki siła jest odpowiedzialna za przyśpieszenie, a, z jakim ciało się porusza:

i

.• _    . ę

- ma — r.

Przyśpieszenie ciała to zmiana jego prędkości w jednostce czasu. Można to zapisać następująco.

- _ AU; «

^a ' -A? *

Czym jest Au? Jest to zmiana prędkbści ciała, jaka zaszła w czasie At. Jeśli w pewnej chwili czasu prędkość ciała wynosiła uj, a po czasie At wynosi v₂, to zmiana prędkości jest rów'na Av -- v₂ — v\. Im przedział czasu At jest mniejszy, tym szczegółowiej możemy opisać ruch ciała. Strzałki umieszczone nad v, a oraz F przypominają, że prędkość, przyśpieszenie oraz siła są wektorami.

W rozważanym przypadku żyrandol nie porusza się, a więc jego prędkość nie zmienia się. Innymi słowy jego przyśpieszenie wynosi a — 0 i z drugiej zasady dynamiki otrzymuję proste równanie:

n r= F

O jaką siłę chodzi? Siła F jest sumą wszystkich sił działających na ciało. Równanie powyższe wskazuje, że wypadkowa siła wynosi 0. Na żyrandol działa siła grawitacji:

F_g = mg.

■A -i c.-p

./

V

P: ^Vl *

której długość wynosi |F_fl| = mg.

13