ขอต้อนรับ ผู้มาเยือน กรุณา ล็อกอิน หรือ สมัครสมาชิก
Did you miss your activation email?

ล็อกอินด้วยชื่อผู้ใช้ รหัสผ่่าน และระยะเวลาใช้งาน

มีน้ำใจ ไม่อวดตัว มั่วไม่ทำ

...

เสรีภาพทางการศึกษาคือหัวใจของการศึกษาที่แท้จริง

คนแรกที่ควรได้รับการศึกษาคือผู้ให้การศึกษา

mPEC on Facebook

IPhO 2011 on Facebook

IPhO 2011

Further Academy
 
Advanced search

37976 Posts in 5626 Topics- by 4058 Members - Latest Member: Echelon
Pages: 1   Go Down
Print
Author Topic: 9.5  (Read 2605 times)
0 Members and 1 Guest are viewing this topic.
u4905047
neutrino
*
Offline Offline

Posts: 8


9.5
« on: September 13, 2007, 09:17:32 PM »

9.5 Figure 9.13 shows two blocks of masses M and m that slide on smooth planes inclined at angles \alpha and \beta to the horizontal.The blocks are connected by a light inextensible string that passes over a light frictionaless pulley. Find the acceleration of the block of mass m up the plane, and deduce the tension in the string.

Sol-n Let the system consists of two blocks of mass M and m.
Initially,The system is at rest.
At time t = t, two blocks have
i)the same distance ( which is parallel to the incline) S
ii)the same velocity v = \dot{S}
iii)the same acceleration a = \dot{v}
because they are fixed with the same string,and this string is light and inextensible.Thus tension T is constant.

1.Find the acceleration of mass m

                     readingMethod 1 Newton 's law of motion

From the newton 's second law (in the direction which is parallel to the incline) of mass

m;                     T\;-\;mg\sin\beta             =                            ma........(1)
   
M;                     Mg\sin\alpha\;-T\;             =                            Ma........(2)

(1)+(2);           (Mg\sin \alpha\;-\;mg\sin \beta)             =         (m+M)a

                       a                                        =            \dfrac{(M\sin \alpha\;-\;m\sin \beta)g}{m+M}


                  readingMethod 2 Energy conservation
From energy conservation principle which can simplify as


                      the decreasing of potential energy       =         the increasing of kinetic energy.

                                      -\Delta V                          =                         +\Delta K

                      -(mgh_{1} - Mgh_{2})                     =         +(\frac{1}{2}mv^{2} + \frac{1}{2}Mv^{2})

                      -(mgS\sin \beta - MgS\sin \alpha)    =         \frac{1}{2}(m+M)v^{2}

                      (M\sin \alpha\;-\;m\sin \beta)gS         =         \frac{1}{2}(m+M)v^{2}

                     differentiate with respect to t all the equation,and use v\;=\;\dot{S}=\frac{dS}{dt} and a\;=\;\dot{v}=\frac{dv}{dt}.then

                     \frac{d}{dt}(M\sin \alpha\;-\;m\sin \beta)gS      =         \frac{d}{dt}\frac{1}{2}(m+M)v^{2}

                    (M\sin \alpha\;-\;m\sin \beta)g\frac{dS}{dt}          =         \frac{1}{2}(m+M)\frac{d}{dt}v^{2}

                   (M\sin \alpha\;-\;m\sin \beta)gv             =         \frac{1}{2}(m+M)2va

                  and divided by v,thus

                   (M\sin \alpha\;-\;m\sin \beta)g             =         (m+M)a


\therefore a\;=\;\dfrac{(M\sin \alpha\;-\;m\sin \beta)g}{m+M}


2.Find the tension T.
From the newton 's second law of mass m.

                     T\;-\;mg\sin\beta             =                            ma

                     T                                   =                            m(a\;+\;g\sin\beta)

substitute a\;=\;\dfrac{(M\sin \alpha\;-\;m\sin \beta)g}{m+M} then


                                T                          =                            m(\dfrac{(M\sin \alpha\;-\;m\sin \beta)g}{m+M}\;+\;g\sin\beta)


                                                               =                            mg(\dfrac{M\sin \alpha\;-\;m\sin \beta+\;m\sin \beta+\;M\sin \beta}{m+M})

                                                                =                            mMg\dfrac{(sin \alpha\;+\sin \beta)}{m+M}

\therefore T\;=\;mMg\dfrac{(sin \alpha\;+\sin \beta)}{m+M}



7.19 A spacecraft travelling with speed V approaches a planet of mass M along straight lin whos perpendicular distance from the center of the planet is p. When the spacecraft is at a distance c from the planet, it fires its engines so as to multiply its current speed by a factor k( 0 < k < 1 ), its direction of motion being unaffected. [ You may neglect the time taken for this operation.] Find the condition that the spacecraft should go into orbit around the planet.





\oint_{C}Mdx + Ndy        =  \iint \left( \frac{\partial N}{\partial x}-\frac{\partial M}{\partial y}\right)dA

\frac{\partial N}{\partial x}
« Last Edit: September 22, 2007, 09:10:51 PM by u4905047 » Logged
Pages: 1   Go Up
Print
Jump to:  

คุณสมบัติของเด็กดี

ไม่ฟังเวลามีการนินทากัน ไม่มองหาข้อด้อยของผู้อื่น ไม่พูดนินทาเหยีบบย่ำผู้อื่น