Равновесие, когда его не должно быть?

Я провожу эксперимент, который требует, чтобы я уравновесил кольцо, привязанное к четырем нитям, в середине силового стола; другими словами, цель состоит в том, чтобы установить кольцо в равновесие. Каждая струна закреплена на шкиве, с которого свисает разная масса. Натяжение и трение — единственные силы, действующие на эту установку.

Я достиг конфигурации, в которой кольцо находится в разумном равновесии, но оно просто немного «не в фокусе». Но я также заметил, что иногда, когда кольцо очень заметно не в равновесии, т.е. оно находится очень далеко от центра таблицы сил, кольцо все равно останется неподвижным, как если бы оно находилось в равновесии.

Мои личные предположения заключаются в том, что это как-то связано со статическим трением (я не знаком со статическим трением, это просто слепой удар по нему) или что каждая струна также оказывает некоторую горизонтальную силу в канавке своих шкивов, в дополнение к вертикальное натяжение они вытягивают кольцо из висящей массы. Или, может быть, компоненты x/y сокращаются, а оставшихся компонентов недостаточно, чтобы преодолеть трение, чтобы продолжать тянуть кольцо, или он просто слишком мал, чтобы что-то делать.

Я также думаю, что, поскольку моя конфигурация лишь немного смещена от центра, все, что делает выход из центральной конфигурации стационарным, также влияет на мою конфигурацию, но в гораздо меньшей и незначительной степени.

Ответы (1)

Если кольцо устойчиво, оно находится в равновесии, даже если оно не находится в центре вашей таблицы сил. В этом случае, пока силы будут отдаваться м г значения, углы, которые вы читаете, не являются фактическими векторными углами. Кольцо будет двигаться так, что силы уравновесятся. Углы, которые вы читаете на краю стола, верны только в том случае, если кольцо находится в центре.

Одна из причин, по которой кольцо может быть немного смещено от центра, заключается в том, что вы, возможно, забыли включить массу вешалки, к которой прикрепили груз. Если у вас качественная установка, статическое трение обычно не имеет значения. Когда я провожу этот эксперимент, я отодвигаю кольцо от центра, чтобы убедиться, что оно возвращается, просто чтобы убедиться, что какое-то статическое трение не удерживает его. Если он не центрируется после того, как его потревожили, массы или углы неправильные.

Не могли бы вы уточнить, почему «углы, которые вы читаете, не являются фактическими углами вектора»?
Типичный силовой стол имеет угловую маркировку по краю. Они показывают угол между концептуальным сегментом линии, который начинается в центре и продолжается до конца. 0 о и сегмент линии, начинающийся в центре и идущий к углу, который вы читаете. Показание угла зависит от того, действительно ли струна идет к центру. Скажем, струна находится на шкиве в 75 о метка, но нить не идет к центру; угол этого вектора НЕ 75 о .