برای حل این مسئله، توجه کنید که سیستم در حال حرکت با شتاب صفر است. این یعنی نیروهای وارد بر سیستم در حالت تعادل هستند، بنابراین نیروی اصطکاک باید با نیروی کشش در طناب برابر باشد.
نیروهای وارد بر سیستم شامل نیروی گرانشی و نیروی اصطکاک است:
1. محاسبه نیروی گرانشی:
- وزنهای تاثیرگذار:
- وزنه ۲۰۰ گرم: \(۲۰۰ \times ۹.۸ = ۱.۹۶ \, \text{نیوتن}\)
- کل وزنههای افقی (۳۵۰ و ۵۰ گرم): \(۴۰۰ \, \text{گرم} = ۰.۴ \, \text{کیلوگرم}\)
2. برای حرکت نداشتن سیستم، نیروی اصطکاک باید 1.96 نیوتن باشد. اما چون این نیرو تاثیر وزنههای افقی را نیز شامل میشود، باید محاسبه شوند:
منطقهای که نیرو باید غلبه کند تا حرکت صورت بگیرد فقط نیروی اصطکاک است، نه گرانش وزنها. اما نیروی کشش طناب باید برابر نیروی مخالف وارد برای غلبه بر اصطکاک کل اجسام در مسیر افقی باشد:
نیروی گرانشی (در حالت افقی): \(۴۰۰ \times ۹.۸ = ۳.۹۲ \, \text{نیوتن}\)
بنابراین، نیروی اصطکاک باید بتواند حداقل ۳.۹۲ نیوتن نیرو را معادلسازی کند. این گزینه در پاسخهای داده شده موجود است و برابر ۴ نیوتن است.
پاسخ درست: ب) ۴ نیوتن
