قوة دعم بكرة أتوود: نحل حركة الكتلتين ونفصل البكرة. [1][2]
الخلاصة السريعة
قوة الدعم 48N في المثال، مقابل مجموع وزنين 50N؛ مركز الكتلة يتسارع للأسفل. [1][2]
- بكرة ثابتة مهملة الكتلة والاحتكاك، وخيط مشدود مهمل الكتلة لا يتمدد، بفرعين رأسيين. كتلتان حرتان m2>m1>0؛ نهمل مقاومة الهواء وندرس الحركة قبل التماس. [1]
- m1,m2 بالكيلوغرام؛ g وa بوحدة m/s². a مقدار التسارع: الأولى تصعد والثانية تهبط. T مقدار شد الخيط، وS مقدار الدعم على البكرة للأعلى؛ بوحدة النيوتن N. [1][2]
- للكتلتين: T−m1g=m1a وm2g−T=m2a. نستنتج a=(m2−m1)g/(m1+m2)، ثم T=m1(g+a). [1]
- على البكرة وحدها: الخيط يسحب للأسفل بقوتين T؛ الدعم يسحب للأعلى. ثبات المحور مع إهمال وزن البكرة يعطي S−2T=0، أي S=2T. [2]
- افتراضيًا m1=2kg وm2=3kg وg=10m/s²: a=2m/s²؛ T=2×12=24N؛ S=48N. مجموع الوزنين (2+3)×10=50N، وليس قوة الدعم. [1][2]
- الأعلى موجب: تسارع مركز الكتلة aCM=(m1a−m2a)/(m1+m2)=−0.4m/s². محصلة النظام S−(m1+m2)g=48−50=−2N، وتساوي (m1+m2)aCM=5×(−0.4)=−2N. [2]
شروط المسألة
بكرة ثابتة مهملة الكتلة والاحتكاك، وخيط مشدود مهمل الكتلة لا يتمدد، بفرعين رأسيين. كتلتان حرتان m2>m1>0؛ نهمل مقاومة الهواء وندرس الحركة قبل التماس. [1]
الرموز والاتجاهات
m1,m2 بالكيلوغرام؛ g وa بوحدة m/s². a مقدار التسارع: الأولى تصعد والثانية تهبط. T مقدار شد الخيط، وS مقدار الدعم على البكرة للأعلى؛ بوحدة النيوتن N. [1][2]
من الحركة إلى الشد
للكتلتين: T−m1g=m1a وm2g−T=m2a. نستنتج a=(m2−m1)g/(m1+m2)، ثم T=m1(g+a). [1]
قوى البكرة وحدها
على البكرة وحدها: الخيط يسحب للأسفل بقوتين T؛ الدعم يسحب للأعلى. ثبات المحور مع إهمال وزن البكرة يعطي S−2T=0، أي S=2T. [2]
المثال العددي
افتراضيًا m1=2kg وm2=3kg وg=10m/s²: a=2m/s²؛ T=2×12=24N؛ S=48N. مجموع الوزنين (2+3)×10=50N، وليس قوة الدعم. [1][2]
التسارع (3−2)×10/(3+2)=2m/s²؛ من الأثقل أيضًا T=3×(10−2)=24N. نجمع شدّين على البكرة، لا وزنين على الكتلتين. [1][2]

لماذا ينقص الدعم؟
الأعلى موجب: تسارع مركز الكتلة aCM=(m1a−m2a)/(m1+m2)=−0.4m/s². محصلة النظام S−(m1+m2)g=48−50=−2N، وتساوي (m1+m2)aCM=5×(−0.4)=−2N. [2]
ثبات البكرة لا يجعل الكتلتين ساكنتين؛ نختار النظام قبل فرض الاتزان. [2]
المراجع
أُعدّ هذا المقال بمساعدة الذكاء الاصطناعي، وخضع لمراجعة ذاتية بالأداة نفسها. لا يُنسب إلى مراجع بشري أو خبير مستقل. منهجية المحتوى.
