Почему некоторые силы не входят в сумму сил?

На уроке мне дали следующие заметки:

4.32 Лыжник массы 65,0  кг поднимается по заснеженному склону с постоянной скоростью при помощи буксирного троса, идущего параллельно земле. Земля поднимается вверх под постоянным углом 26,0 над горизонталью, и трением можно пренебречь. а) Нарисуйте четко обозначенную диаграмму свободного тела лыжника. (b) Рассчитайте натяжение буксирного троса.

Это проблема, где есть движение. Хотя разгона по-прежнему нет. Давайте посмотрим на быструю схему (с блоком в качестве нашего лыжника).

силовая диаграмма лыжника

Есть два способа решить такую ​​задачу...

(1а) Т потому что θ н грех θ "=" м а Икс "=" 0 (2а) н потому что θ + Т грех θ м г "=" м а у "=" 0

(1б) Т м г грех θ "=" м а Икс "=" 0 (2б) н м г потому что θ "=" м а у "=" 0

и у меня небольшие проблемы с пониманием того, как он пришел к этим уравнениям, хотя я думаю, что у меня есть идея.

Представляют ли уравнения (1а) и (2а) как... Икс и у составляющие всех сил на схеме? Это точный способ думать об этом? Для (1а) я понимаю Т потому что ( θ ) - горизонтальная составляющая напряжения, а н грех ( θ ) есть горизонтальная составляющая нормальной силы, и я предполагаю, что вы вычитаете их друг из друга, потому что они идут в разных направлениях, но почему м г сила вообще не учитывается в этом? Я предполагаю, что в гравитации нет горизонтальной составляющей, поскольку она может только тянуть вниз, но я не уверен на 100%, что именно поэтому.

Наконец, для уравнения (1b) я вижу, что нормальная сила вообще не учитывается в уравнении, а для (2b) сила Т вообще не считается, и я действительно не думаю, что понимаю, почему.

Может ли кто-нибудь помочь мне понять это немного лучше?

В общем, вы должны разработать уравнения с Икс ¨ 0 и у ¨ "=" 0 . Затем, в конце концов, используйте постоянное движение Икс ¨ "=" 0 чтобы найти напряжение Т .

Ответы (2)

Я думаю, вы очень близки к его пониманию.

Набор уравнений «A» представляет компоненты в системе координат со штрихом, показанной осями. Икс , у . Здесь у это то, что обычно считается «вертикальным» (нормально к касательной плоскости к Земле, где вы оказались, если хотите).

Вы совершенно правы, м г не учитывается в уравнении 1а, поскольку Икс ось перпендикулярна направлению, м г действует (параллельно у , который имеет уравнение 2а).

Теперь набор уравнений «B» представляет компоненты в незаштрихованной системе координат. Незагрунтован Икс касается грани блока, касающейся наклонной плоскости, без грунтовки у это нормально для этого лица. Чтобы перейти из заштрихованной системы координат в незаштрихованную, нужно повернуть ровно на θ , угол наклонной плоскости.

Итак, по диаграмме напряжение Т вступает в игру только в Икс компонент, а нормальная сила н вступает в игру только в у компонент.

Для уравнения 1a мы не берем компонент м г потому что его составляющая в этом направлении равна нулю (ваша догадка верна)

м г потому что ( 90 ) "=" 0

То же самое происходит для нормалей в 1а и Т в 2b, так как направление «x» перпендикулярно направлению нормали, а направление «y» перпендикулярно направлению Т их компоненты в соответствующих направлениях становятся равными 0.