Lösung zu Aufgabe 1.2.11 aus der Sammlung von Kepe O.E.

1.2.11 Ball 1 Mit einem Gewicht von 16 N und Ball 2 werden durch einen über Block D Geworfenen Faden verbunden und im Gleichgewicht gehalten. Bestimmen Sie das Gewicht von Kugel 2, wenn der Winkel ?= 30° beträgt. (Antwort 9.24)

Um dieses Problem zu lösen, ist es notwendig, die Körpergleichgewichtsbedingung zu verwenden:

ΣF = 0, wobei ΣF die Summe aller auf den Körper wirkenden Kräfte ist.

In diesem Fall wirken zwei Kräfte auf die Kugel 2: die Zugkraft des Fadens T und die Schwerkraft F₂.

Die Spannkraft des Fadens ist schräg gerichtet? bis zum Horizont:

T = F₁/sin?, wobei F₁ - Schwerkraft des Balls 1.

Die Schwerkraft von Kugel 2 ist senkrecht nach unten gerichtet:

F₂ = m₂g, wo m₂ - Masse der Kugel 2, g - Beschleunigung des freien Falls.

Da sich das System im Gleichgewicht befindet, sollte die Spannungskraft des Fadens gleich der Schwerkraft von Kugel 2 sein:

T = F₂.

Ersetzen von Ausdrücken für T und F₂, wir bekommen:

F₁/Sünde? = m₂g

Wenn wir die Masse von Ball 2 ausdrücken, erhalten wir:

m₂ = F₁/(g*sin?) = 16/(9,81*sin30°) = 9,24 N

Somit beträgt das Gewicht von Kugel 2 9,24 N.

Lösung zu Aufgabe 1.2.11 aus der Sammlung von Kepe O..

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Dieses Problem betrachtet zwei Kugeln, die durch einen Faden über einem Block verbunden sind und sich im Gleichgewicht befinden. Das Problem besteht darin, das Gewicht der zweiten Kugel zu bestimmen, vorausgesetzt, der Winkel des Fadens beträgt 30 Grad. Die Lösung des Problems wird in Form detaillierter Berechnungen und Erläuterungen dargestellt, die Ihnen helfen, physikalische Gesetze besser zu verstehen und in der Praxis anzuwenden.

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Gegeben: Kugelgewicht 1 - 16 N Der Winkel zwischen Faden und Horizont beträgt 30 Grad

Finden: Ballgewicht 2

Lösung: Kugel 1 und Kugel 2 sind durch einen Faden über Block D verbunden und werden im Gleichgewicht gehalten. Das bedeutet, dass das Gewicht von Ball 1 und das Gewicht von Ball 2 gleich sein müssen.

Wir können den Energieerhaltungssatz nutzen, um das Gewicht von Ball 2 zu ermitteln. Schauen wir uns die Kräfte an, die auf das System wirken:

• Das Gewicht von Kugel 1 ist nach unten gerichtet und beträgt 16 N
• Das Gewicht von Kugel 2 ist nach unten gerichtet und unbekannt
• Die Spannung im Faden ist nach oben gerichtet und entspricht dem Gewicht beider Kugeln

Wir können also die Gleichung schreiben:

16 N + Kugelgewicht 2 = Fadenspannung

Wir können die Fadenspannung aus geometrischen Überlegungen ausdrücken:

Fadenspannung = Kugelgewicht 1 / sin ?

Wo ? - der Winkel zwischen dem Faden und dem Horizont, der 30 Grad beträgt.

Jetzt können wir die endgültige Gleichung schreiben:

16 N + Gewicht der Kugel 2 = (16 N / sin 30°)

Wenn wir diese Gleichung lösen, erhalten wir:

Kugelgewicht 2 = (16 N / sin 30°) - 16 N ≈ 9,24 N

Somit beträgt das Gewicht von Kugel 2 etwa 9,24 N.

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