Dlaczego poprawna odpowiedź to D? Wydaje mi się że momenty sił powinny być takie same skoro działała na nie siła o tej samej wartości.
Czyli rozumiem, że do obliczenia M2 nie wliczamy siły grawitacji, bo ramię tej siły nie ma bezpośredniego kontaktu z krążkiem. Czy w pierwszym przypadku N1=F to także siła wypadkowa?
A fakt, że epsilon1>epsilon2 można pokazać na podstawie 2 ZDRO? (moment bezwładności walca nie zmienia się oraz M1>M2)
W pierwszym przypadku nie ma siły grawitacji, bo nie ma tam fizycznie żadnego ciężarka, którego właśnie siłę ciężkości moglibyśmy zapisać. I tak, oznacza to jednocześnie, że siła F jest siłą wypadkową.
Co do drugiego pytania to tak, wynika to wprost z II ZDRO, jeśli moment bezwładności jest bez zmian, to przyspieszenie kątowe zależy od wypadkowego momentu siły, jeśli zatem jest on większy w pierwszym przypadku to większe jest wówczas także przysp. kątowe.
Co do trzeciego pytania to powiedzenie, że siła jest "bezmasowa" jest trochę mało precyzyjne i nic ono za bardzo nie znaczy ;) natomiast w istocie oznacza to, że po prostu pojawiła się jakaś siła zewnętrzna, która zadziałała na nić pionowo w dół. Fizycznie raczej ciężko wyobrazić sobie taką sytuację, aby zawiał tam wiatr i pojawiła się taka siła, ale mogłoby to być np. pociągnięcie tej nici w dół zwyczajnie ręką z użyciem siły F.
Dziękuję. Czyli ręka poniekąd nie dodaje ciężaru nici, a tylko działa na nią przez ułamek sekundy?
Może działać nawet dłużej, ale takie oddziaływanie nie jest tożsame z zawieszeniem tam ciężarka o jakiejś masie.
To jest dość podchwytliwe, ale zauważmy, że w pierwszym przypadku gdzie nie ma żadnego ciężarka, siła F, którą przykładamy do nici jest jednocześnie równa co do wartości sile naciągu nici N1 z jaką nić działa na obrotowy krążek, wobec czego moment tej siły wynosi M1 = R*F (czy też M1 = R*N1). W przypadku zaś gdy mamy ciężarek zawieszony na tej nici, to na sam ciężarek działa siła naciągu nici (w górę) o wartości N2 i siła naciągu o takiej samej wartości N2 działa na krążek (w dół), wobec czego moment siły działającej na krążek jest równy w tym przypadku M2 = R*N2. Jednakże ponieważ ciężarek porusza się w dół z jakimś przyspieszeniem, to musi działać na niego siła wypadkowa zwrócona w dół, a zatem jego ciężar musi być większy co do wartości od działającej na niego siły naciągu nici, a zatem co do wartości mg (które równe jest F) jest większe niż N2. Skoro zatem N1 = F, ale N2 < F, to N1 > N2, a stąd M1 > M2.