DANE:
SZUKANE:
WZÓR:
Wyznaczamy stosunek siły ciągnącej i ciężaru wiadra:
I zasada dynamiki dla ruchu postępowego:
Ruch obrotowy kołowrotu:
Siła
jest ok. 8,67 razy mniejsza od ciężaru wiadra
.
Zauważ, że skoro wiadro jest opuszczane ruchem jednostajnym, to zgodnie z pierwszą zasadą dynamiki wypadkowa sił jest równa zeru. Na układ bloczek-wiadro działają ciężary tych obiektów
oraz
oraz siły naciągu liny
, które są sobie równe, ponieważ bloczek się nie obraca. Ponieważ ich zwroty są przeciwne, to suma sił ciężarów jest równa sumie naciągów liny.
Następnie przeanalizuj ruch obrotowy kołowrotu i zauważ, że skoro układ pozostaje w równowadze, to wypadkowy moment sił działających na niego jest równy zeru. Wyznacz moment każdej z sił, używając wzoru na moment siły
, gdzie
– ramię siły (wektor odległości punktu przyłożenia siły od osi),
– wartość przyłożonej siły,
– kąt zawarty między wektorami
.
Zauważ, że z reguły prawej dłoni wynika, że moment siły działającej
jest przeciwny do momentu siły naciągu działającej na urządzenie
(tę zasadę obrazuje ilustracja). Stąd wypadkowy moment sił
jest równy różnicy momentów
oraz
, czyli są one sobie równe. Z otrzymanych równań wyznacz szukany stosunek sił.
