Ha szívesen korrepetálnál, hozd létre magántanár profilodat itt.
Ha diák vagy és korrepetálásra van szükséged, akkor regisztrálj be és írd meg itt, hogy milyen tantárgyban!
Erőhatások
HoppEgyRoland{ Elismert } kérdése
736
Sima függőleges falhoz 4 cm hosszú vékony fonálon, 300 gramm tömegű, 2,5 cm sugarú golyót rögzítettünk. (A fonál a gömb szélén "köti össze a fallal" és úgy 4 cm)
a) Mekkora erővel nyomja a golyó a falat? (Megoldás: 1,25 N)
b) Mekkora erő feszíti a fonalat? (Megoldás: 3,25 N)
A feladatgyűjteményben meg vannak adva a megoldások, csak a levezetéssel akadnak problémáim.
Hosszabbítsd meg a rajzon a fonalat a gömb középpontjáig, és onnan húzz egy szakaszt a falig. Az a szakasz merőleges lesz a falra, hisz a fal érinti a gömböt, az érintő pedig mindig merőleges.
Ha a gömb sugara r, akkor a meghosszabbított fonal 4+r, a másik szakasz r hosszú. (r=2,5 cm, de maradok az r-nél.)
A gömbre ható erők: A gömb középpontjától lefelé rajzolj egy `mg` nehézségi erőt, a fonal irányában ~felfelé pedig egy `K` kötélerőt.
A nehézségi erő fix, a kötélerő viszont kényszererő, annak a nagysága a többitől függ: pont annyi, hogy egyensúlyban legyen minden. Vagyis ennek a két erőnek az eredője pont olyan irányú kell legyen, ami a fal és a gömb érintkezési pontjába megy, tehát vízszintes. (Ha nem ilyen lenne az eredő, akkor forgatónyomaték hatna a golyóra és nem lenne nyugalomban.)
Vagyis rajzold meg a két erő (`mg` és `K`) eredőjét: húzz `K` hegyéből függőleges egyenest, `mg` hegyéből pedig a fonállal párhuzamos egyenes. A kettő ahol metszi egymást, ott lesz az eredőjük vektorának a hegye. És az a vektor vízszintes kell legyen! Szóval olyan hosszú `K` vektort rajzolj fel, amikkel az eredő tényleg vízszintes lesz. Nevezzük ezt az eredőt `F`-nek.
Ami kis háromszög keletkezik, az hasonló a nagy háromszöggel, amit meghosszabbított fonál meg a gömb sugara alkot a fallal. Fel lehet rájuk írni ezt az arányt:
(1) `K/F=(r+4)/r`
Tudjuk még azt is, hogy derékszögűek a háromszögek. A fal menti oldal hossza (`h`) Pitagorasszal számolható:
`h^2=r^2+(r+4)^2`
Ez az arány is felírható:
(2) `(mg)/F=h/r`
Lett ez a két egyenletünk, és csak `F` valamint `K` az ismeretlenek benne. Fejezd ki őket, ez lesz a két válasz.