Розрахунок сил, що передаються через стики тіл у системі

 Щоб розрахувати сили, що передаються через стики тіл у системі, слід виконати кілька кроків, використовуючи закони Ньютона.

1.  Схема системи:  Зобразіть систему і позначте всі тіла, сили, що на них діють, та стики.

2.  Визначення сил:   Визначте всі сили, що діють на тіло.

• Сила ваги  F g = m⋅g , де  m  – маса тіла,  g  – прискорення вільного падіння.
• Нормальна   сила N.
• Сила  тренування Ft . 
• Сила, що діє через стик, яку потрібно знайти.

3  Запишіть рівняння руху:  Застосуйте інший закон Ньютона  F=m⋅a  до шкірного тіла у  системі. Ви повинні отримати рівняння, що описують всі сили, що діють на тіла. 

4. Стика тіл:  Для тіла, де необхідно знайти силу в стику, розгляньте опір та взаємодію з сусіднім тілом. Застосовуйте рівняння руху для шкірного тіла окремо.

5.  Системи рівнянь:  Якщо у вас кілька тіл у системі, складіть систему рівнянь. Вам можуть знадобитися два або більше рівнянь для розв'язання задачі.

6.  Розв'язуйте систему:  Вирішіть систему рівнянь, щоб знайти шукані сили. Якщо ви знайшли прискорення, то можете використовувати його для подальших розрахунків.

Приклад:

Розглянемо систему з двох тіл, що взаємодіють через стик. 

Нехай:

· Перше тіло маси  m1  під  дією сили  F  тягне інше тіло маси  m2 . 

· Будемо шукати силу  T  у стику.

Запишемо рівняння для першого тіла:

F − T = m 1⋅ a

Для іншого тіла:

T = m 2⋅ a

Тепер підставимо друге рівняння у перше:

 F − m 2⋅ a = m 1⋅ a

Звідси:

F=(m1 + m2)⋅a ,  яке можна використовувати для знаходження   a .

Після знаходження  a підставимо  його в  T=m2⋅a  щоб набути сили в стику.

Цей підхід допоможе вам розрахувати сили в різних системах тіл.