Μια σφαίρα και η δύναμη από ένα νήμα.

 

Στο διπλανό σχήμα δίνεται μια σφαίρα δεμένη με νήμα, σε τρεις εκδοχές.

i)   Στην (Α) περίπτωση η σφαίρα κρέμεται στο άκρο νήματος και παραμένει ακίνητη, ενώ μέσω του νήματος της ασκούμε μια κατακόρυφη δύναμη με φορά προς τα πάνω με μέτρο F₁=10Ν. Αφού σχεδιάσετε τις δυνάμεις που ασκούνται πάνω της να υπολογίσετε το βάρος της σφαίρας.

ii) Στο (Β) σχήμα η ίδια σφαίρα κινείται κατακόρυφα προς τα πάνω με σταθερή ταχύτητα υ₁=2m/s. Μπορείτε να βρείτε το μέτρο της δύναμης F₂.

iii) Στο σχήμα (Γ) η σφαίρα μας κινείται οριζόντια με σταθερή ταχύτητα μέτρου υ₂=4m/s. Τότε:

α) Η δύναμη F₄ έχει μέτρο F₄=20Ν, αφού η σφαίρα έχει διπλάσια ταχύτητα από την αντίστοιχη ταχύτητα υ₁ στην κατακόρυφη κίνηση.

β) Στη σφαίρα ασκούνται τρεις δυνάμεις, οι F₃ και F₄, όπως έχουν σημειωθεί στο σχήμα και το βάρος, κατακόρυφο με φορά προς τα κάτω.

Χαρακτηρίστε τις παραπάνω προτάσεις ως σωστές ή λανθασμένες.

γ) Για τα μέτρα των δυνάμεων F₃ και F₄ ισχύει:

γ₁) F₃=10Ν και F₂=0,   γ₂) F₃=0Ν και F₂=10Ν,    γ₃) F₃=10Ν και F₂=20Ν.

Να δικαιολογήσετε τις απαντήσεις σας, θεωρώντας αμελητέα την αντίσταση του αέρα.

Απάντηση:

ή

 Μια σφαίρα και η δύναμη από ένα νήμα.

  Μια σφαίρα και η δύναμη από ένα νήμα.