المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الفيزياء
عدد المواضيع في هذا القسم 11580 موضوعاً
الفيزياء الكلاسيكية
الفيزياء الحديثة
الفيزياء والعلوم الأخرى
مواضيع عامة في الفيزياء

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر المرجع الالكتروني للمعلوماتية

بركة اللقمة من رسول الله (صلى الله عليه وآله)
17-7-2017
نظريات علم الدلالة الحديثة (النظرية التوليدية)
28-8-2017
حقوق الصداقة والأخوّة وفضل المؤاخاة.
2023-02-12
حق السائل و المسؤول
31-3-2016
عدم وجوب الجمعة على الاعرج والشيخ.
17-1-2016
w/v alternation
2024-04-04

Cat and Mouse Tug of War  
  
1178   04:38 مساءاً   date: 25-7-2016
Author : Sidney B. Cahn And Boris E. Nadgorny
Book or Source : A GUIDE TO PHYSICS PROBLEMS
Page and Part : part 1 , p 3


Read More
Date: 25-8-2016 1074
Date: 15-3-2021 1416
Date: 22-8-2016 1139

Cat and Mouse Tug of War

A rope is wrapped around a fixed cylinder as shown in Figure 1.1. There is friction between the rope and the cylinder, with a coefficient of friction

Figure 1.1

μi the angle θ0 = π/3 defines the arc of the cylinder covered by the rope. The rope is much thinner than the cylinder. A cat is pulling on one end of the rope with a force F while 10 mice can just barely prevent it from sliding by applying a total force f = F/10.

a) Does the minimum force necessary to prevent the rope from sliding depend on the diameter of the cylinder?

b) Through what minimum angle about the cylinder should one mouse wrap the rope in order to prevent the cat from winning the game of tug of war?

SOLUTION

a) The straightforward solution is given in (b). However, to answer the first part, we can use dimensional analysis. The force f applied by the mice may depend only on the dimensionless coefficient of friction μ, the cylinder diameter d, and the force F :

where G(μ) is some function of μ. It is obvious that it is impossible to satisfy this equation unless α = 0, so the force f does not depend on the diameter of the cylinder.

Figure 1.2

b) Consider an element of rope between angles θ and θ + dθ. The difference in tension dT between its ends equals dT = μN = μT , where N is the normal force (see Figure 1.2). This equation has a solution: T = const . eμθ. At θ = 0, T = f, and at θ0 = π/3, T = F, so

(1)

From equation (1) we obtain the same result as determined in part (a), i.e., the force does not depend on the diameter of the cylinder. Similarly, if we have just one mouse, the minimum angle θ1 of wrapping is found from

(2)

where f' = f/10 = F/100 is the force necessary for one mouse to keep the rope from slipping. From equation (1), we can also find the coefficient of friction μ:

Then, from equation (2),




هو مجموعة نظريات فيزيائية ظهرت في القرن العشرين، الهدف منها تفسير عدة ظواهر تختص بالجسيمات والذرة ، وقد قامت هذه النظريات بدمج الخاصية الموجية بالخاصية الجسيمية، مكونة ما يعرف بازدواجية الموجة والجسيم. ونظرا لأهميّة الكم في بناء ميكانيكا الكم ، يعود سبب تسميتها ، وهو ما يعرف بأنه مصطلح فيزيائي ، استخدم لوصف الكمية الأصغر من الطاقة التي يمكن أن يتم تبادلها فيما بين الجسيمات.



جاءت تسمية كلمة ليزر LASER من الأحرف الأولى لفكرة عمل الليزر والمتمثلة في الجملة التالية: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation وتعني تضخيم الضوء Light Amplification بواسطة الانبعاث المحفز Stimulated Emission للإشعاع الكهرومغناطيسي.Radiation وقد تنبأ بوجود الليزر العالم البرت انشتاين في 1917 حيث وضع الأساس النظري لعملية الانبعاث المحفز .stimulated emission



الفيزياء النووية هي أحد أقسام علم الفيزياء الذي يهتم بدراسة نواة الذرة التي تحوي البروتونات والنيوترونات والترابط فيما بينهما, بالإضافة إلى تفسير وتصنيف خصائص النواة.يظن الكثير أن الفيزياء النووية ظهرت مع بداية الفيزياء الحديثة ولكن في الحقيقة أنها ظهرت منذ اكتشاف الذرة و لكنها بدأت تتضح أكثر مع بداية ظهور عصر الفيزياء الحديثة. أصبحت الفيزياء النووية في هذه الأيام ضرورة من ضروريات العالم المتطور.