• توجه: در صورتی که از کاربران قدیمی ایران انجمن هستید و امکان ورود به سایت را ندارید، میتوانید با آیدی altin_admin@ در تلگرام تماس حاصل نمایید.

برانيد نيروهاي ذرات به هر ذره در كنج مكعب

parisa

متخصص بخش
سؤال
هشت ذره هركدام به جرم m در هشت كنج يك مكعب با اضلاع برابر a قرار دارند. نيروي گرانشي وارد بر هر ذره را از طرف هفت ذره‌ي ديگر به‌دست آوريد. نتيجه بگيريد كه نيروي گرانشي وارد بر چهار ذره در واقع از طرف همان صفحه‌ يا وجهي از مكعب روي روبرويي است كه آن چهار ذره‌ي ديگر بر روي آن قرار دارند.
com-ph-063.jpg
 

parisa

متخصص بخش
جواب
با استفاده از قانون گرانش هر ذره، ذره ی A را با نیروی به اندازه ی
com-ph-063-1.gif
جذب می کند. R فاصله ی بین آن هاست. با در نظر گرفتن تقارن نیروی نهایی در جهت AG بوده و مقدار آن را می توان با جمع مؤلفه های سهیم در نیروی کُل از طرف دیگر ذرات در این جهت به دست آورد. در نتیجه
رابطه ی (1)
com-ph-063-2.gif
که α و β زاویه های هستند که در شکل هم نشان داده شده اند. با استفاده از مبانی هندسه به راحتی در می یابیم که:رابطه ی (2)
com-ph-063-3.gif
بنابراین نیروی نهایی بر ذره ی A از طرف بقیه ی ذرات در جهت AG خواهد بود و مقدار آن برابر است با :رابطه ی (3)
com-ph-063-4.gif
و باز هم از تقارن می دانیم که نیروی برایند توسط ذرات E، F،G،H بر ذرات A،B،C،D در جهت AE بوده و مقدار آن برابر F’ است که یا جمع مؤلفه های بقیه ی نیروها در آن جهت به دست می آید. حالا نیروی برایندی که همه ی ذرات به A وارد می کنند، مقدار F داشته و جهت آن AE برابر Fcosα است. وقتی نیروهایی که B،C،D به A وارد می کنند، در این جهت صفر باشند، Fcosα برابر است با نیروی برایند یا نهایی که از ذرات E،F،G،H بر ذرات A،B،C،D در جهت AE بوده و مقدار آن برابر است بارابطه ی (4)
com-ph-063-5.gif
 
بالا