Zastanów się nad zwrotem siły wypadkowej działającej na ciężarek podwieszony na sznurku.

Problem ten można rozwiązać na co najmniej dwa sposoby. Pierwszy opiera się na obserwacji, że - bez względu na to, jaka jest siła naprężenia sznurka między klockiem a ciężarkiem - układ porusza się tak, że klocek zjeżdża w dół równi, a ciężarek porusza się w górę. Wynika to z faktu, że siła działająca na klocek ma wartość najwyżej między 18 N a 22 N, pomniejszoną o wartość naprężenia sznurka, a siła działająca na ciężarek - wartość 10 N pomniejszoną o naprężenie. To wystarcza do stwierdzenia, że rozpoczyna się ruch klocka w dół równi i oczywiście ciężarka w górę.

RKI8UDiByPko5

Trickowym sposobem patrzenia na ten problem jest „zapomnienie” o bloczku, który z założenia się nie porusza, a jego obrót nie ma wpływu na naprężenie sznurka, i „wyprostowanie” układu, jak na rysunku poniżej:

RJTKHrmCAbS9V

przy czym ciężarek ciągnięty jest w lewo fikcyjną siłą, która oryginalnie była jego ciężarem. Z danych zadania widzimy, że wyznaczenie siły wypadkowej daje wektor skierowany w prawo, o wartości 8 N.

Drugim sposobem jest - mniej intuicyjne i bardziej formalne - ułożenie dla każdego z tych ciał równania ruchu (tj. skorzystanie z II zasady dynamiki) i uwzględnienie faktu, że sznurek jest nierozciągliwy i nieważki. Jeśli przez $a$ oznaczymy wartość przyspieszenia każdego z ciał, to otrzymamy

dla ruchu klocka w dół równi, albo

dla ruchu klocka w górę równi. Pierwszy układ równań - po dodaniu ich stronami i podzieleniu przez sumę mas klocka i ciężarka - dostajemy

Otrzymaliśmy wartość dodatnią. Sprawdź, że drugi układ równań daje $a < 0$, co nie ma sensu fizycznego.