Zwei Probleme mit Freikörperbildern. Widersprüche (Lösungen werden bereitgestellt)

Dieses Problem ist ähnlich, aber auch eine andere Frage als meine vorherige Frage. Beide sind leider lang.

Problem/Lösung Nr. 1

http://img215.imageshack.us/img215/6696/problem2f.jpg ! http://img59.imageshack.us/img59/4281/sol2pp.jpg !

Schneller Konzeptcheck

a) Kann mir jemand kurz erklären, warum der obere Block beschleunigen kann, der an der Rolle hängende aber nicht?

Problem/Lösung Nr. 2

Betrachten Sie die folgende Einrichtung. Was ist die Mindestkraft, die erforderlich ist, damit der 3-kg-Block auf dem 8-kg-Block bleibt? Angenommen, der statische Reibungskoeffizient zwischen den Blöcken beträgt 0,8 und der kinetische Reibungskoeffizient zwischen dem 8-kg-Block und der Oberfläche beträgt 0,4.

http://img714.imageshack.us/img714/1299/contr.jpg !

http://img163.imageshack.us/img163/5941/contrd.jpg !

∑ F X ' = F − ( N ' + μ k N ) = 8 A

∑ F j ' = N = ( 8 G + μ S N )

∑ F X = N ' = 3 A

∑ F j = μ S N = 3 G

Wenn Sie die obigen Gleichungssysteme lösen, sollten Sie das bekommen F M ich N = 11 G ( μ k + 1 μ S ) = 177,87 N

Punkt der Frage und warum zum Teufel ist das so lang

Beachten Sie, wie der 3-kg-Block tatsächlich an den 8-kg-Block "angehängt" ist, aber die Lösung hier hat ihn nicht in ihr Freikörperdiagramm aufgenommen und sie hat sogar die Reaktionskraft von den 3 kg auf die 8 kg aufgenommen.

Verglichen mit dem Karrenproblem, bei dem die hängende Masse auch den Karren berührt, wurde keine Reaktionskraft gezogen und sie behandelten sogar die drei Massen als eine einzige Masse. David hat mir das letzte Nacht erklärt und ich dachte, ich hätte es verstanden, aber ich ging ins Bett und fing an, darüber nachzudenken, und es wurde noch verwirrender!

Hätten Sie das erste Problem mit dem Wagen lösen können, OHNE alle drei Massen in das Freikörperbild des Wagens zu übernehmen? Gibt es eine andere Möglichkeit, Newtons zweites Gesetz auf das Karrenproblem anzuwenden?

Für Ihre Konzeptfrage (a) kann die hängende Masse nicht NACH UNTEN beschleunigen, da sie sich dann in Bezug auf den Wagen bewegen würde! und die gleitende Masse muss gegenüber dem Boden so beschleunigen, dass sie oben auf dem fahrenden Wagen stillsteht!
Was Frage Nr. 2 anbelangt, enthält die FBD die Tatsache, dass der Block über die Normalkräfte und Reibungskräfte "befestigt" ist! Und diese Lösungen sind der natürliche Weg, um diese Probleme zu lösen, daher halte ich sie nicht für "lang", da dieses Wort eine relative Bedeutung hat und wir diese Lösungen nicht mit anderen verglichen haben. Und Sie müssen alle drei Massen berücksichtigen, um das Newtonsche Gesetz mit der Kraft F anzuwenden (dh es drückt nicht nur auf die Masse M).
Sind bei (a) die hängende Masse und die obere Masse nicht miteinander VERBUNDEN? Die hängende Masse wird immer noch Bewegung haben, oder? Ich verstehe einfach nicht, wie es NICHT möglich ist, dass die hängende Masse keine Bewegung hat.
Bei Frage 2 frage ich, warum sie die Gravitationskraft auf dem 8-kg-Block nicht berücksichtigt haben. Weil es richtig "angehängt" ist? Es ist ähnlich wie beim Wagenproblem mit der hängenden Masse. Sie haben es angebracht.
Für (a) ja, die Massen sind aneinander gebunden, sie BEWEGEN SICH NICHT (in Bezug auf den Karren), aber beide „bewegen sich nach rechts“ in Bezug auf den Boden. Bei Frage 2 wird die Gravitationskraft in der Normalkraft absorbiert.
Bedeutet das für (a), dass das für die Beschleunigung des Systems erhaltene a verwendet werden könnte, um nach dem aufzulösen? N 2 im FBD in der Lösung? Mit anderen Worten, N 2 = M 2 A ?
Wenn das das Newtonsche Gesetz sagt.

Antworten (1)

a) Könnte mir jemand kurz erklären, warum der Block oben beschleunigen kann, aber der an der Rolle hängende nicht?

Beide Blöcke beschleunigen , und tatsächlich haben sie die gleiche Beschleunigung. Sie werden das sehen, wenn Sie den vollständigen Satz sowohl der x- als auch der y-Komponente des zweiten Newtonschen Gesetzes für jedes System (dh für jeden Block) aufschreiben. In der gegebenen Lösung haben sie nur die Komponenten ausgeschrieben, die direkt zur Lösung des Problems benötigt werden.

Beachten Sie, wie der 3-kg-Block tatsächlich an den 8-kg-Block "angehängt" ist, aber die Lösung hier hat ihn nicht in ihr Freikörperdiagramm aufgenommen und sie hat sogar die Reaktionskraft von den 3 kg auf die 8 kg aufgenommen.

Verglichen mit dem Karrenproblem, bei dem die hängende Masse auch den Karren berührt, wurde keine Reaktionskraft gezogen und sie behandelten sogar die drei Massen als eine einzige Masse.

Es ist nicht angebracht. Die einzigen Wechselwirkungen zwischen den 8-kg- und 3-kg-Blöcken sind die Normalkraft und die Haftreibung, die beide nicht als "Anhaftung" gelten. Dies ist genau analog zu der Interaktion zwischen M Und M 2 im ersten Problem. Der Grund, warum im ersten Fall keine Reaktionskraft gezogen wurde (mit "Reaktionskraft" beziehen Sie sich vermutlich auf die Reaktion auf die einwirkende Normalkraft M 2 ) war, dass sie kein Freikörperdiagramm für das Objekt gezeichnet haben, auf das die Reaktionskraft wirkt, nämlich M . Auch hier lässt die gegebene Lösung einige Teile weg (in diesem Fall ein Freikörperdiagramm), die für die Lösung des Problems nicht notwendig sind. Wenn Sie ein Freikörperdiagramm für zeichnen M , sehen Sie die Reaktionskraft.

Hätten Sie das erste Problem mit dem Wagen lösen können, OHNE alle drei Massen in den FBD des Wagens zu nehmen? Gibt es eine andere Möglichkeit, Newtons zweites Gesetz auf das Karrenproblem anzuwenden?

Wenn Sie damit fragen, ob Sie das erste Problem hätten lösen können, indem Sie für jede der drei Massen separate Freikörperdiagramme gezeichnet hätten M 1 , M 2 , Und M , dann ja, das kannst du sicherlich.

Bei a) bin ich mir nicht sicher, was du meinst, aber sie haben eindeutig a_y = 0 gesetzt
Nein, die Reaktionskraft, auf die ich mich beziehe, ist die Kraft, die von ausgeübt wird M 2 auf m.
„Wenn Sie sich damit fragen, ob Sie das erste Problem hätten lösen können, indem Sie für jede der drei Massen m1, m2 und M separate Freikörperdiagramme gezeichnet hätten, dann ja, das können Sie sicherlich.“ Ich habe es tatsächlich so gemacht, aber ich habe keine Möglichkeit gefunden, es aufzunehmen M 1 in meinem F H Ö R ich z Ö N T A l = ∑ M A seit M 1 wirkt nur in vertikaler Richtung mit großem M.
Wollte sagen ( ∑ M ) A
(1) Schreiben Sie das zweite Newtonsche Gesetz für alle drei Objekte auf. Wie ich sehe, haben Sie die Frage so bearbeitet, dass sie Ihre freien Körperdiagramme enthält. Bearbeiten Sie jetzt auch die Gleichungen. (2) Ja, das ist die Kraft, von der ich spreche. Es ist die beschriftete F 2 ' in deinen Diagrammen. (3) Wie gesagt, fügen Sie die Gleichungen hinzu. Wenn du schon dabei bist, solltest du vielleicht auch deinen Versuch zeigen, das Gleichungssystem zu lösen.
Danke David. Mir fehlt viel gesunder Menschenverstand mit diesen Konzepten ...
Rückblickend ist dies etwas, das im Chat (oder vielleicht mit einer separaten Hausaufgabenfrage ) behandelt werden muss. Ihre Frage wird mit jeder Bearbeitung zunehmend chaotischer und weniger fokussiert. Ich drehe es für dich zurück. Aber zuerst werde ich das erwähnen, wenn Sie die FBD für zeichnen M Sie müssen auch die Kraft berücksichtigen, die die Saite auf die Rolle ausübt.
Die Saite berührt die große M-Masse nicht und die Riemenscheibe / Saite sind masselos. Es tut mir so leid, dass ich das so lange gemacht habe.
Sie müssen entweder (a) die Riemenscheibe als Teil von zählen M , in diesem Fall berührt sich die Saite M , oder (b) behandeln Sie die Riemenscheibe als separates Objekt, das sowohl die Saite als auch berührt M , in diesem Fall müssen Sie ein Freikörperdiagramm zeichnen und dafür auch das zweite Newtonsche Gesetz schreiben. Auf jeden Fall ist eine Kraft da M Das ist in dem von Ihnen geposteten Diagramm nicht dargestellt.
Wenn Sie nach meinem letzten Kommentar immer noch verwirrt sind, würde ich empfehlen, eine neue Frage zu stellen, die nur fragt, wie Sie dieses eine Problem lösen können. Stellen Sie sicher, dass Sie es mit dem Hausaufgaben -Tag versehen und befolgen Sie die Richtlinien in unseren häufig gestellten Fragen zu Hausaufgaben .
Sie haben Recht, David, es könnte tatsächlich besser sein, dies in eine zweite Frage aufzuteilen. Ich habe gezögert, dies zu tun, weil ich nicht sicher bin, ob es gegen irgendwelche Regeln verstößt. Ich muss das morgen machen, weil es sehr spät ist. Schöne Feiertage btw! Es ist Abend, wo ich bin
Machen Sie sich nicht zu viele Gedanken über Regelverstöße. Solange Sie sich etwas Mühe geben, liegt der Schwerpunkt auf SE-Sites darauf, Ihre Fragen so zu gestalten, dass sie sich an alle möglichen Regeln halten, und nicht, Sie dafür zu bestrafen, dass Sie sie brechen.
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