نيروي گرانش برايند
به ذرات در مكعب
اشاره
آنچه با عنوان «چكيده» در اول مسابقهها و زنگ تفريحها مشاهده ميكنيد صرفاً مخصوص معلمان، مربيان، كارشناسان محترم آموزشي و ساير علاقهمندان است.چكيدهاهداف آموزشي اهداف آموزشي در حوزهي شناختي – دانش - «دانش امور جزوي» > «دانش واقعيتهاي مشخص» - «دانش امور جزوی» > «دانش روش ها یا روش شناسی» اهداف آموزشي در حوزهي شناختي - تواناييها و مهارتهاي ذهني - «فهميدن» > «ترجمه» > «تفسير» - «فهميدن» > «ترجمه» > «برونيابي» - «فهميدن» > «ترجمه» > «تحليل» > «تحليل عناصر» - «فهميدن» > «ترجمه» > «تحليل» > «تحليل اصول سازماني» نتايج مورد نظر - نیروی گرانش - تحلیل برداری - دستگاه چند ذره ای محتواي آموزشي (سرفصلهاي المپياد جهاني) - بردارها - نیروی گرانش دستگاه چند ذره ای
سؤالهشت 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.
سؤال
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.
جواب
رابطه ی (1)
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)
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)
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 با
رابطه ی (4)