Wie kann ein Block, der keine direkte Kraft erhält, eine größere Beschleunigung haben?

Der Reibungskoeffizient zwischen zwei Blöcken beträgt 0,5 und die untere Oberfläche ist glatt.

Ich habe es so gelöst:

F ( st max ) = 5  N

Für den oberen Block

6  N − 5  N = 1 A A = 1   M / S 2

Für den unteren Block ist die treibende Kraft die Reibungskraft, also

2 A = 5  N A = 5 2 = 2.5   M / S 2

Ich bin verwirrt darüber, wie der untere Block eine größere Beschleunigung als der obere Block haben könnte, da die Kraft auf den oberen Block wirkt.

Ich dachte, der untere Block bekommt in diesem Fall nie mehr Beschleunigung als der obere, denn wenn dies der Fall ist, würde die Reibungskraft nach links auf ihn wirken.
Diese Frage ist verwandt und möglicherweise sogar ein Duplikat.
Ich habe die Antwort erhalten, dass 5 N nicht kritisch oder maximal ist, da dies auch von der Masse des unteren Blocks abhängt.
Lösung: Ff=m1a und f=ma2 Nach dem Lösen erhalten wir F=((m1+m2)/m2)*f, sodass Ihr F(max) 7,5 N und nicht 5 N beträgt
imrran, wenn Sie die Antwort auf Ihre Frage herausgefunden haben (und beachten Sie, dass ich nicht über die Antwort auf das Problem spreche, sondern über die Antwort auf die konzeptionelle Frage, die Sie dazu gestellt haben), posten Sie sie bitte als Antwort über das Feld unten .
Antwort: Die maximale Kraft hängt nicht nur von der Masse des Blocks ab, auf den die Kraft ausgeübt wird, oder vom Reibungskoeffizienten. Es hängt auch von der Masse anderer Blöcke ab, um sich ohne Rutschen zu bewegen. Dazu müssen wir zuerst die maximale gemeinsame Beschleunigung berechnen und durch die gemeinsame Beschleunigung berechnen wir leicht den kritischen oder maximalen Kraftwert für eine Bewegung ohne Schlupf.
Nein, das ist noch ein Kommentar. Schauen Sie weiter unten auf das Feld direkt über der Schaltfläche "Antwort posten".
Der Kommentar von @imrran löst seine Verwirrung nicht wirklich, oder? Er muss erkennen, dass die beiden Blöcke die gleiche Beschleunigung haben, um die Beschleunigung des unteren Blocks zu finden, anstatt anzunehmen, dass die maximale Kraft auf den unteren Block ausgeübt wird. Wenn er dieselbe Methode anwenden würde, um die maximale Kraft auf den unteren Block anzuwenden, wird sein ursprüngliches Problem schlimmer.

Antworten (3)

Deine Berechnungen sind falsch.

Die Grundannahme, dass Reibung = ux N u = Reibungskoeffizient N = Normalkraft (in diesem Fall das Gewicht des Blocks) Obige Annahme gilt nur, wenn es eine Relativbewegung zwischen den beiden Blöcken gibt, dh einen Fall einer Gleitbewegung, aber vorher Wenn wir davon ausgehen, dass Gleiten auftritt, sollten wir überprüfen, ob sich die Blöcke relativ zueinander bewegen oder nicht, dh auf Haftreibung prüfen.

Jetzt ist der maximale Wert, den die Haftreibung erreichen kann, uN, dh Gleitreibung/Bewegungsreibung, kann aber auch kleiner sein. Berücksichtigen Sie dies und nehmen Sie an, dass die Reibung f (eine Variable) und keine relative Bewegung zwischen den Blöcken ist. Keine Relativbewegung bedeutet, dass beide Blöcke die gleiche Beschleunigung haben.

Berechnungen :

6N− f =am/s2 (für kleinen Block) f = 2a m/s2 (für großen Block)

Ersetzen von f = 2a für Small Block

6N - 2a = am/s2

6N = 3a m/s2

2 m/s2 = a

beide Blöcke haben die gleiche Beschleunigung, daher keine Relativbewegung.

Der Reibungswert in diesem Zustand beträgt 2 x 2 = 4 N, was weniger als uxN = 5 N ist

Sie haben die richtigen Antworten, interpretieren sie nur ein bisschen falsch;

Die Nettokraft auf den oberen Block ist 6 N − 5 N = 1 N und seine Beschleunigungen ist 1 M S − 2 während die Kraft am unteren Block ist 5 N und seine Beschleunigung ist 2.5 M S − 2 Sie übersehen jedoch die Tatsache, dass die Beschleunigung des unteren Blocks in Bezug auf den Boden erfolgt, während die des oberen Blocks in Bezug auf den unteren Block erfolgt . Wenn Sie also von unten sehen, beschleunigt der Block mit 2.5 M S − 2 während sich der obere Block mitbewegt 3.5 M S − 2 .

Ich entschuldige mich für das Missverständnis und die falsche Antwort vorhin

Dies ist falsch, Beschleunigungen werden immer relativ zu einem Trägheitsrahmen gemessen und berechnet (dh einer, der eine Nullbeschleunigung erfährt (in der Newtonschen Mechanik)). Daher ist die Annahme, dass die Beschleunigung des oberen Blocks relativ zum unteren Block ist, falsch.
@Rick: Bitte versuchen Sie mit größtem Respekt zu verstehen, was ich richtig gemacht habe, bevor Sie sagen, dass die Antwort falsch ist. In dieser speziellen Lösung wird die Kraft "1N" in Bezug auf den unteren Block berechnet und somit bezieht sich auch die Beschleunigung auf den unteren Block. Wenn Sie jetzt verstehen, ziehen Sie Ihre Ablehnung bitte zurück!
Die 1 N ist die Kraft, die auf den oberen Block wirkt. Es spielt keine Rolle, woher die Kraft kam, es könnte 1 N Schwerkraft vom Mond sein, bei der Berechnung der Beschleunigung über F = ma spielen die Quellen der Kräfte, die zur Nettokraft beitragen, keine Rolle. Die Beschleunigung wird immer in Bezug auf ein Inertialsystem berechnet. Der untere Block ist kein Trägheitsrahmen, da er beschleunigt. Der Boden ist ein Inertialsystem und somit ein gültiges Bezugssystem für die Beschleunigung. Bitte lesen Sie die Antwort von Potato für eine Erklärung der Frage. Ich würde Ihre Antwort gerne positiv bewerten, nachdem Sie sie korrigiert haben.
Wenn Sie auf Ihren Bearbeitungsverlauf zurückblicken, waren Ihre erste und zweite Version tatsächlich viel besser. Ihre dritte Version ist jedoch falsch.
@Rick: LOL, hast du die Frage nicht richtig gelesen oder was? Die tatsächlich ausgeübte Kraft beträgt 6 N und in Bezug auf den unteren Block wird sie 1 N, verstanden?
seufz, du hast Recht, dass ich in diesem Satz einen Fehler gemacht habe, leider scheinst du meinen Punkt verfehlt zu haben. Es hätte lauten sollen:
Es spielt keine Rolle, woher die Nettokraft von 1 N stammt, es könnte 1 N Schwerkraft vom Mond sein, bei der Berechnung der Beschleunigung über F = ma spielen die Quellen der Kräfte, die zur Nettokraft beitragen, keine Rolle. Die Beschleunigung wird immer in Bezug auf ein Inertialsystem berechnet. Der untere Block ist kein Trägheitsrahmen, da er beschleunigt. Der Boden ist ein Inertialsystem und somit ein gültiges Bezugssystem für die Beschleunigung.
@Rick: Tut mir leid, das sagen zu müssen, aber ich war hier ziemlich lange inaktiv und scheine meinen Kontakt dazu verloren zu haben. Soweit ich mich genau erinnere, hatte ich die Überarbeitungen vorgenommen, um die richtige Antwort zu erhalten, die ich erhielt. Wenn Sie dennoch der Meinung sind, dass etwas damit nicht stimmt, bitte ich Sie, die Frage richtig zu lösen und eine Antwort zu posten, es sei denn, Sie denken, dass die Antwort bereits richtig ist.
@Rick: Was Ihre Behauptung betrifft, dass die Kraft immer in Bezug auf den Trägheitsrahmen berechnet wird, ist falsch, als ob es wahr wäre, würden wir niemals Probleme der Rotationsmechanik lösen, da sie sich alle mit Nicht-Trägheitsrahmen befassen. Auch Ihre Aussage, dass es die Schwerkraft des Mondes sein könnte ... egal, ist falsch, da sich die Kraft, die Sie in einem bestimmten Rahmen betrachten, in Bezug auf ihren Ursprung und den Rahmen, in dem Sie sie sehen, ändert. Ebenso wird die 5N-Reibungskraft nicht allein im Bodenrahmen sein, sie wird von einer Pseudokraft begleitet, die nur aufgrund des Rahmenwechsels entsteht.
Virtuelle Kräfte treten auf, wenn eine Analyse in einem nicht trägen Referenzrahmen durchgeführt wird, um die Tatsache zu kompensieren, dass der Referenzrahmen träge ist. Diese Detailgenauigkeit ist unnötig und verwirrend. Die Antwort von Potato ist bereits richtig, daher brauche ich keine weitere Antwort zu schreiben.
Ich stehe zu der Tatsache, dass die Kraftquelle keine Rolle spielt (außer wenn es sich um eine virtuelle Kraft aufgrund eines beschleunigenden Referenzrahmens handelt), sodass die Kraft tatsächlich auf den Mond zurückzuführen sein könnte und keinen Unterschied machen würde. Wenn Sie die Beschleunigung des oberen Blocks relativ zum unteren Block direkt über berechnen wollten F = M A Sie müssten eine virtuelle Kraft in den oberen Block einfügen F = − M u P P e R A l Ö w e R was Sie in Ihrer Analyse nicht getan haben. In einem Trägheitsrahmen (wie dem Bodenrahmen) sind keine virtuellen Kräfte erforderlich.
Wirkliche Kräfte haben keinen Rahmen, zu dem sie gehören, sondern sind unabhängig davon, aus welchem ​​Rahmen Sie sie betrachten. Virtuelle (oder Pseudo-, wie Sie sie nennen) Kräfte treten in sich beschleunigenden Referenzrahmen auf und wirken auf jeden Körper als F = − M B Ö D j A wobei a die lokale Beschleunigung des Rahmens in Bezug auf einen Trägheitsrahmen ist.
@Rick: einverstanden, habe das Pseudo dort vergessen.

Dies ist das Ergebnis davon, dass Sie nicht nachverfolgen, worauf sich Ihre Berechnung oder Messung bezieht. Der kleine Block beschleunigt relativ zum großen Block nicht sehr stark, das ist richtig:

5N-6N=-1(kg)*1(m/s^2)

Der große Block beschleunigt relativ zur Oberfläche stark, das ist richtig:

2(kg)*(5/2)(m/s^2)=5N

Aber wie bewegt sich der kleine Block relativ zur Oberfläche? Es beschleunigt viel schneller als der große Block:

(5/2)(m/s^2)+1(m/s^2)=(7/2)(m/s^2) oder wie du sagst (7/2)a

Dies ist die Beschleunigung des kleinen Blocks, die Sie verpassen.

Ja, relativ zum großen Block beschleunigt der kleine Block nur mit "a" oder 1 (m / s ^ 2). Aber um dies relativ zur Oberfläche zu finden, müssen Sie die Beschleunigung des großen Blocks addieren.

Alle Zahlen, die Imrran gab, sahen für mich richtig aus, wenn ich von einem Gravitationsfeld von 10 (m / s ^ 2) ausging. Hat David es so gemacht?
Dies ist falsch, Beschleunigungen werden immer relativ zu einem Trägheitsrahmen gemessen und berechnet (dh einer, der eine Nullbeschleunigung erfährt (in der Newtonschen Mechanik)). Daher ist die Annahme, dass die Beschleunigung des oberen Blocks relativ zum unteren Block ist, falsch.
"Angenommen, die Beschleunigung des oberen Blocks ist relativ zum unteren Block, ist falsch." ~ 5N wurden von den ständig bereitgestellten 6N abgezogen, warum? Wie kommt es, dass ein Objekt bei Beschleunigung in die gleiche Richtung eine Kraft von 5 N entgegen seiner Beschleunigung liefern kann, wäre nicht eine gleiche und entgegengesetzte Kraft vorhanden? Was Sie zu sagen versuchen, ist, dass die vom unteren Block bereitgestellten 5 N nicht relativ zum unteren Block, sondern relativ zur reibungsfreien Oberfläche sind, und ich muss widersprechen. Der untere Block wird beschleunigt und steht nicht still.
Die 5N ist falsch. Das ist die maximale Reibung. In diesem Fall gibt es jedoch weniger Reibung, da sich die Blöcke nicht relativ zueinander bewegen. In diesem Fall beträgt die Reibung 4 N, was jedem Block eine Beschleunigung von 2 m/s/s (relativ zu einem Trägheitsrahmen) verleiht. Kräfte wirken auf Objekte und sind keine relativen Größen. Der Wechsel von einem Frame zum anderen ändert nicht die Kräfte zwischen den Objekten. Sie müssen also keinen Referenzrahmen angeben, wenn Sie sich auf Kräfte zwischen Objekten beziehen. Es macht also keinen Sinn, anzugeben, wozu die Kraft von 5 N relativ ist.
"Sie müssen keinen Referenzrahmen angeben, wenn Sie sich auf Kräfte zwischen Objekten beziehen" -> deshalb habe ich gesagt: "Ich muss anderer Meinung sein." Aber jetzt muss ich verstehen, dass Sie versuchen zu sagen, dass "u = 0,5" ein Haftreibungskoeffizient ist. Obwohl ich geneigt bin zu glauben, dass dies wahr ist, wird es in der Frage nicht klargestellt.
Wie kann ein Block, der keine direkte Kraft erhält, eine größere Beschleunigung haben?
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