Wektory w wielu kierunkach

1. Siły równowagi.

1. Na stole sił ustaw dwa koła pasowe o tej samej masie skierowane w przeciwnych kierunkach (różnica kątów 180°).
2. Siła każdego z nich będzie równa . Sprawdź, czy obie siły są równe i przeciwne, badając pierścień w środku tabeli sił, który nie powinien się poruszać.
3. Zauważ, że jeśli dodamy składowe wektorów skojarzonych z tymi siłami, wektor wynikowy będzie miał zerową wielkość. W ten sposób można ustalić, że wszystkie siły są w równowadze.

2. Obliczenia analityczne.

1. To laboratorium będzie składało się z trzech sił w równowadze. Znane będą dwie siły, natomiast trzecia zostanie wyznaczona – najpierw analitycznie, przy użyciu teorii wektorów, a następnie eksperymentalnie. W przypadku tego modułu utrzymuj na poziomie 0° przez cały czas trwania.
2. Zauważ, że jeśli i są znane, a po dodaniu do układu powoduje, że obie siły są w równowadze, to ma taką samą wielkość, ale w kierunku przeciwnym do sumy ( + ).
3. Oblicz wielkość i . Wykorzystaj fakt, że i że 1 Newton (N) jest jednostką siły równą .
4. Korzystając z teorii wektorów, oblicz, jaką wielkość miałaby , gdyby była sumą ( + ).
5. Korzystając z teorii wektorów, oblicz, jaki byłby kąt , gdyby był sumą ( + ).

3. Eksperymentuj.

1. Podążając za wartościami w pierwszym wierszu tabeli Tabela 1 dla i , ustaw dwie siły w tabeli sił. Pamiętaj, aby utrzymać na 0°.
2. Ustaw trzecią siłę, , dodając ciężarki i zmieniając kąt, aż do osiągnięcia równowagi. Zapisz te wartości w Tabela 2.
3. Powtórz krok 3.2 dla każdego z czterech przypadków.
4. Określ procentową różnicę w stosunku do wyniku analitycznego, obliczając . Uzupełnij Tabela 2 tymi obliczonymi wartościami.