Spēki diega svārsta kustībā: uzdevumu risināšana

- [Lektors] Mums ir teikts, ka auklā iesieta bumbiņa

kustas pa horizontālu apli ar nemainīgu ātrumu,

kā parādīts zemāk.

Aukla ar horizontāli veido leņķi teta.

Kuras bultas attēlo visus spēkus, kas darbojas uz bumbiņu?

Apturi šo video un pamēģini to noskaidrot.

Labi, atrisināsim šo kopā.

Šī bumbiņa ir piesieta pie auklas,

un tā karājas auklā,

un, manuprāt, varam teikt,

ka mēs esam uz kādas planētas.

Un tātad, ja mēs esam uz kādas planētas,

uz bumbiņu noteikti darbosies smaguma spēks,

tāpēc ļauj man uzzīmēt šo vektoru.

Smaguma spēku es zīmēšu oranžā krāsā.

Pieņemsim, ka tas izskatās apmēram šādi.

Tā lielumu es apzīmēšu ar lielo burtu F

ar apakšindeksu g tieši šeit.

Kas neļauj bumbiņai paātrināties lejup?

Un kas notur bumbiņu

šajā vienmērīgajā kustībā pa riņķa līniju?

Atbilde uz abiem šiem jautājumiem

ir sastiepuma spēks auklā.

Atceries, sastiepuma spēks ir velkošs spēks.

Aukla velk bumbiņu.

Un tātad, mēs varētu teikt, ka spēks,

sastiepuma spēks varētu izskatīties apmēram šādi,

spēks, sastiepuma spēks.

Tikai ar to vien mēs esam izveidojuši brīvā ķermeņa diagrammu,

un varam uzreiz atbildēt uz jautājumu,

kādi spēki darbojas uz bumbiņu,

kuras bultas tos attēlo.

Ir viens spēks, kas vērsts lejup,

un vēl viens, kas vērsts auklas virzienā,

un, ja tu apskati šos variantus,

tu teiktu, ka tas ir šis te.

Daži no jums varētu teikt: "Paga, pagaidi.

"Vai tad nav kaut kāds centrtieces spēks,

"kas notur bumbiņu kustībā pa apli,

"kas neļauj tai vienkārši aizlidot taisni prom?

"Un vai tad nav vēl kāds spēks,

"kas līdzsvaro smaguma spēku?"

Un atbilde uz šo jautājumu ir — jā, ir,

bet tie patiesībā ir tikai sastiepuma spēka komponentes.

Un tātad, ja apskatām sastiepuma spēka X komponenti,

es to iezīmēšu zilā krāsā tieši šeit,

šī sastiepuma spēka X komponente,

to es saukšu par F ar apakšindeksu Tx, tas ir mūsu centrtieces spēks,

vai arī, ka sastiepuma spēka X komponentes lielums

ir tas pats, kas mūsu centrtieces spēka lielums.

Ja mēs apskatām mūsu sastiepuma spēka Y komponenti,

sastiepuma spēka Y komponente,

tā ir tā, kas līdzsvaro smaguma spēku.

Šīs komponentes lielums ir F ar apakšindeksu Ty,

un F ar apakšindeksu Ty, šis lielums, būs vienāds

ar smaguma spēka lielumu.

Bet mēs jau atbildējām uz jautājumu,

un tikai ieguvām nedaudz labāku intuīciju

par to, kas šeit notiek.