AleksanderJanic 343 wyśw. 28-09-2022 16:11

Kulka i nitka

Do kulki wiszącej na nitce doczepiono taką samą nitkę. Co stanie jeżeli do dolnej nitki przyłożymy odpowiednio dużą siłę powoli, a co gdy gwałtownie.


Jak to wytłumaczyć za pomocą zasady zachowania pędu?



zzp Dodaj post do ulubionych Poproś o pomoc
s.gugula 29-09-2022 11:25

Treść polecenia jest bardzo nieprecyzyjna. Bo co to oznacza "odpowiednio duża siła" i co oznacza, że przykładamy ją powoli, a co że gwałtownie? Ale postaram się przeprowadzić rozumowanie, o które być może autorowi pytania chodziło. Przez powolne przykładanie siły rozumiem przykładanie siły o zmiennej wartości, np. rosnącej liniowo od zera. Wtedy będziemy działali z coraz to większą siłą na kulkę w dół, więc naciąg górnej nici będzie musiał wzrastać, aby równoważyć ciężar kulki i siłę z jaką działamy na nią poprzez dolną nić w dół. W końcu przy pewnej wartości przykładanej siły górna nić się może przerwać, bo jej naciąg będzie już zbyt duży. Wtedy oczywiście kulka spadnie ;)

Z tym gwałtownym przyłożeniem siły to trochę zgaduję o co autorowi chodziło - mianowicie być może o to, że przykładamy jakąś siłę w sposób impulsowy - tzn. działamy taką siłą na kulkę w dół tylko przez bardzo krótką chwilę. No i teraz wszystko zależy od tego jaka jest wartość tej siły - jeśli odpowiednio duża, to znów nić górna się zerwie. Jeśli nie, to naciąg górnej nici odpowiednio się zwiększy, tak by ponownie zrównoważyć ciężar i przykładaną w dół siłę. Ale teraz jeśli faktycznie tę siłę przyłożymy impulsowo, to tuż po jej "odłożeniu", na kulkę będzie działała niezerowa siła wypadkowa - w górę będzie działał na nią jeszcze ów zwiększony naciąg nici, a w dół mniejsza co do wartości od tego górnego naciągu siła ciężkości. Więc siła wypadkowa będzie zwrócona w górę i pod wpływem tej siły kulka troszkę podskoczy w górę. Co do tego jak to wytłumaczyć za pomocą zasady zachowania pędu to też nie wiem o co autorowi do końca chodziło. Ale być może o to, że zasada zachowania pędu mówi nam, że jeśli na ciało nie działa żadna niezrównoważona siła zewnętrzna, to pęd ciała pozostaje stały. I w pierwszym przypadku tak jest - przykładamy co prawda dodatkową siłę, ale jest ona ciągle równoważona przez wzrastający naciąg górnej nici - brak zatem niezrównoważonej siły - brak zatem zmiany pędu kulki - pozostaje ona w miejscu. W drugim przypadku zgodnie z tym opisem, który zaproponowałem jest przez chwilę ta siła wypadkowa działająca w górę na kulkę - stąd też zmieni się jej pęd (kulka podskoczy w górę).

Tak bym to widział, choć tak jak wspomniałem, wg mnie zdecydowanie należałoby doprecyzować polecenie, żeby było dokładnie wiadomo o co chodzi autorowi pytania.