توتر الكتل 147695
1. نبدأ ببيان المشكلة: لدينا ثلاث كتل متصلة على سطح أملس، الكتل لها كتل 10، 20، و30 كجم على التوالي، وتُسحب المجموعة بقوة أفقية مقدارها 60 نيوتن إلى اليمين.
2. بما أن السطح أملس (بدون احتكاك)، فإن القوة الوحيدة التي تؤثر على الكتل هي القوة الأفقية 60 نيوتن التي تسحب الكتلة الأولى، والقوى التماس بين الكتل (التوترات) هي التي تنقل الحركة إلى الكتل الأخرى.
3. نستخدم قانون نيوتن الثاني: $$F = m \times a$$ حيث $F$ القوة، $m$ الكتلة، و$a$ التسارع.
4. نحسب التسارع $a$ للمجموعة كلها:
$$m_{total} = 10 + 20 + 30 = 60$$
$$a = \frac{F}{m_{total}} = \frac{60}{60} = 1 \text{ m/s}^2$$
5. نحسب التوتر $T_1$ بين الكتلة 10 والكتلة 20:
التوتر $T_1$ هو القوة اللازمة لتحريك الكتلتين 20 و30 معًا بتسارع $a$:
$$T_1 = (20 + 30) \times a = 50 \times 1 = 50 \text{ نيوتن}$$
6. نحسب التوتر $T_2$ بين الكتلة 20 والكتلة 30:
التوتر $T_2$ هو القوة اللازمة لتحريك الكتلة 30 فقط بتسارع $a$:
$$T_2 = 30 \times a = 30 \times 1 = 30 \text{ نيوتن}$$
النتيجة النهائية:
- $T_1 = 50$ نيوتن
- $T_2 = 30$ نيوتن
هذه هي التوترات بين الكتل في النظام.