圖示如上:咖啡色和橘色的為相同的繩子,綠色的為一個質量是m的物體,然後施以一個力F去拉扯橘色的繩子,並且逐漸的加大力量。哪條繩子會先斷?(繩子的質量可忽略) |
分析誰?
假設他的質量為m,對他畫出力圖如下:
初學力學的國中生會有這樣的疑問,為什麼T1是向上? 我們暫且這樣解釋:咖啡色的繩子被綠色的物體向下拉扯,所以綠色物體施予咖啡色繩子的力向下,所以咖啡色繩子給綠色物體的力向上(也就是T1的方向) |
好,接下來我們要開始列式了,
物體呈靜力平衡: 向上的力=向下的力
T1=T2+mg
再來分析橘色的繩子
注意喔!我們把繩子的質量忽略掉了(這是題目的敘述) |
T2=F
敘述一下彼此的關係?
由於T1=T2+mg & T2=F我們知道T2會隨著F慢慢的變大-> 而T1恆大於T2
誰先斷?
由於外力逐漸的增加,T2也會逐漸變大,而T1也會逐漸的變大,因為在外力逐漸增加的過程,T1恆大於T2,橘色和咖啡色是同樣的繩子,所以很合理的判斷,咖啡色的繩子會先到達臨界值而斷裂。
但,如果是快速的拉扯繩子,力還來不及傳到咖啡色的繩子,而橘色的繩子就已經超過臨界值的話,橘色的繩子會先斷喔!!
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