גוף \( m_1 = 0.5\ \mathrm{kg} \) על מישור חלק בזווית \( \alpha = 30^\circ \), קשור בחוט דרך גלגלת לגוף תלוי \( m_2 \). הכיוון החיובי של \( m_2 \) הוא כלפי מטה, והכיוון החיובי של \( m_1 \) הוא במעלה המישור.
משרטטים את שש הנקודות מהטבלה. הנקודות מסודרות בקירוב על קו ישר, ולכן מעבירים קו מגמה ישר (ראו הגרף למטה). הקו עובר בקירוב בראשית, כי הגוף התחיל ממנוחה ב-\( t = 0 \).
שתי נקודות על קו המגמה: \( (0.1,\ 0.375) \) ו-\( (0.5,\ 1.875) \).
$$ \text{slope} = \frac{1.875 - 0.375}{0.5 - 0.1} = \frac{1.5}{0.4} = 3.75\ \mathrm{m/s^2} $$
שיפוע של גרף מהירות-זמן הוא התאוצה. הגרף ישר, ולכן התאוצה של \( m_1 \) קבועה: \( a = 3.75\ \mathrm{m/s^2} \).
משוואות \( m_1 \) בצבע כחול, ומשוואות \( m_2 \) בצבע כתום.
על \( m_1 \) פועלים: המשקל, הכוח הנורמלי, ומתיחות החוט T במעלה המישור. לאורך המישור:
$$ {\color[RGB]{31,111,178}{T - m_1 g \sin\alpha = m_1 a}} $$
בניצב למישור:
$$ {\color[RGB]{31,111,178}{N = m_1 g \cos\alpha}} $$
על \( m_2 \) פועלים המשקל כלפי מטה ומתיחות החוט כלפי מעלה:
$$ {\color[RGB]{232,130,58}{m_2 g - T = m_2 a}} $$
מהמשוואה של \( m_1 \):
$$ T = m_1 (a + g \sin\alpha) = 0.5 \cdot (3.75 + 10 \cdot 0.5) = 0.5 \cdot 8.75 \approx 4.4\ \mathrm{N} $$
(אפשר גם למצוא מהמשוואה של \( m_2 \) את המסה שלו: \( m_2 = T/(g - a) = 4.375/6.25 = 0.7\ \mathrm{kg} \).)
אחרי שהחוט נקרע אין מתיחות.
הגוף \( m_1 \) נשאר רק עם רכיב המשקל במורד המישור, כלומר נגד הכיוון החיובי:
$$ a_1 = -g \sin\alpha = -10 \cdot 0.5 = -5\ \mathrm{m/s^2} $$
הגוף \( m_2 \) נופל נפילה חופשית, בכיוון החיובי (מטה):
$$ a_2 = g = 10\ \mathrm{m/s^2} $$
$$ \frac{a_1}{a_2} = \frac{-5}{10} = -\frac{1}{2} $$
גודל התאוצה של \( m_1 \) הוא חצי מזה של \( m_2 \), והסימן השלילי מראה ש-\( m_1 \) מאט, בניגוד לכיוון החיובי שלו.
גרף 3.
השיפוע של קו המגמה הוא התאוצה: a ≈ 3.75 m/s². הקו עובר בראשית כי הגוף התחיל ממנוחה.