Artykuł źródłowy w wersji do druku [application/pdf]: (155 KB)
Dynamometr ciągnięty jest po gładkim poziomym stole siłą
Co
wskazuje dynamometr, jeżeli masa sprężyny równa jest masie obudowy?
Dynamometr został wyskalowany w położeniu poziomym.
Rozwiązanie
Wskazanie dynamometru to
gdzie
jest współczynnikiem
sprężystości sprężyny, a
jej wydłużeniem. Gdy dynamometr jest
nieruchomy, siła rozciągająca sprężynę jest taka sama wzdłuż całej
sprężyny, a dowolne jednakowe odcinki sprężyny rozciągnięte są
o taką samą wielkość. Gdy dynamometr porusza się z przyspieszeniem
gdzie
jest masą sprężyny, siła rozciągająca
sprężynę w odległości
od jej końca przymocowanego do obudowy
wynosi
czyli zmienia się liniowo od wartości
do
Podzielmy
myślowo nierozciągniętą sprężynę na
jednakowych części na tyle
małych, że po rozciągnięciu siłę sprężystości
wzdłuż każdej
części możemy uznać za stałą. Współczynnik sprężystości każdej takiej
części to
bo wydłużenie całej nieruchomej sprężyny jest
razy większe niż wydłużenie pojedynczej części:
Gdy dynamometr porusza się z przyspieszeniem
wydłużenie
sprężyny wynosi
Ponieważ siła
jest
liniową funkcją
jest sumą szeregu arytmetycznego, którego
pierwszy wyraz równy jest
a ostatni
równą
Wskazanie poruszającego się z przyspieszeniem dynamometru wynosi: