Как поведут себя рычажные весы, если в одинаковых колбах с одинаковым количеством воды находятся шарики равного объема? В одной колбе находится шарик для настольного тенниса, привязанный ниткой ко дну колбы, а в другую колбу опущен металлический шар.
Рассмотрим силы, действующие слева на легкий шарик, колбу и чашку рычажных весов
Применяя понятие материальной точки, для каждого объекта все силы прикладываем к одной точке.
В соответствии с принципом освобождаемости рвем связь (нить) и заменяем ее силами Т₁. По третьему закону Ньютона эти силы равны по величине, противоположны по направлению и приложены к разным телам: с какой силой нить удерживает шарик, с такой же силой со стороны шарика нить действует на дно колбы.
Спроектируем силы на направление Х (т.е. избавимся от векторов и заменим их соответствующими знаками) и запишем уравнение равновесного состояния относительно силы нормальной реакции опоры N₁:
По третьему закону Ньютона с какой силой чашка рычажных весов действует на колбу, с такой же силой колба действует на чашку весов, т.е. нормальная реакция опоры со стороны рычажных весов N₁, приложенная к дну левой колбы, равна весу левой колбы P₁, приложенному к левой чашке рычажных весов.
Рассмотрим силы, действующие справа на металлический шарик, колбу и чашку рычажных весов
В соответствии с принципом освобождаемости, рвем связь (нить) и заменяем ее силами Т₂. По третьему закону Ньютона эти силы равны по величине, противоположны по направлению и приложены к разным телам: с какой силой нить удерживает шарик, с такой же силой со стороны шарика нить действует на штатив, который никак не связан с колбой.
Спроектируем силы на направление Х (т.е. избавимся от векторов и заменим их соответствующими знаками) и запишем уравнение равновесного состояния относительно силы нормальной реакции опоры N₂:
По третьему закону Ньютона с какой силой чашка рычажных весов действует на колбу, с такой же силой колба действует на чашку весов, т.е. нормальная реакция опоры со стороны рычажных весов N₂, приложенная к дну правой колбы, равна весу правой колбы P₂, приложенному к правой чашке рычажных весов.
Таким образом, можно видеть, что вес правой колбы больше:
и правая чашка весов пойдет вниз, а левая вверх.
Спасибо за внимание! Ставьте лайки, подписывайтесь и комментируйте :)
