تتعلق الصعوبة الأكبر لطلاب الفيزياء بالمدارس الثانوية بحل المشكلات ، على جبهات التخصص الأكثر تنوعًا.
سأقدم هنا الحل الخاص بتمرين حول التفاعل بين الكتل ، يتعلق بتطبيق قوانين نيوتن.
مثال 1) (UF-PE) يوضح الشكل أدناه ثلاث كتل من الكتل mA = 1.0 كجم و mB = 2.0 كجم و mc = 3.0 كجم. تتحرك الكتلان معًا تحت تأثير قوة أفقية ثابتة F مقدارها 4.2 نيوتن.
بصرف النظر عن الاحتكاك ، ما مقدار القوة الكلية المؤثرة على الكتلة B؟
أ) 1.0 ن
ب) 1.4 ن
ج) 1.8 نيوتن
د) 2.2 ن
هـ) 2.6 ن
حل.
أولًا يجب أن نعرف أن F = m.a (قانون نيوتن الثاني). يجب أن نعرف أيضًا أن الأجسام الثلاثة تتحرك بنفس العجلة ، وأن هذا التسارع له نفس اتجاه واتجاه القوة F.
حتى نتمكن من حساب تسارع الكتل بواسطة نظام الجسم المعزول (SCI)
في الشكل أدناه ، نمثل القوى المؤثرة على A و B و C
حيث F هي القوة المطبقة.
Fال في الكتلة الأولى هو رد فعل ب في ال بسبب F.
Fa في الكتلة الثانية هو عمل ال في ب بسبب F
Fc في الكتلة الثانية هو رد فعل ç في ب بسبب F
Fc في الكتلة الثالثة هو عمل de ب في ç بسبب F
n هي القوة العادية و p هي قوة الوزن في الحالات الثلاث
لا تتوقف الان... هناك المزيد بعد الإعلان ؛)
بتبسيط الأوزان باستخدام قوى التفاعل العادية في كل حالة ، يتعين علينا:
كما F = 4.2 N ، لدينا:
4.2 = (1.0 + 2.0 + 3.0)
أ = 4.2 / 6
أ = 0.7 م / ث2
بمجرد إيجاد العجلة ، علينا إيجاد القيمة المحصلة في ب.
الناتج في B هو: Fب = F.ال - Fج
بطرح المعادلتين B و C لدينا:
Fال = (مب + مج). ال
Fال = (2,0 + 3,0). 0,7
Fال = 5,0. 0,7
Fال = 3.5 نيوتن
إيجاد قيمة Fج
Fج = مج. ال
Fج = 3,0. 0,7
Fج = 2.1 ن
هكذا:
Fب = 3,5 – 2,1
Fب = 1.4 نيوتن
نستنتج بعد ذلك أن صافي القوة المؤثرة على B يساوي 1.4 N.
بقلم كليبر كافالكانتي
تخرج في الفيزياء
فريق مدرسة البرازيل
علم الميكانيكا - الفيزياء - مدرسة البرازيل
هل ترغب في الإشارة إلى هذا النص في مدرسة أو عمل أكاديمي؟ نظرة:
ALMEIDA ، فريدريكو بورخيس دي. "تطبيق قوانين نيوتن" ؛ مدرسة البرازيل. متوفر في: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/aplicacao-das-leis-newton.htm. تم الوصول إليه في 27 يونيو 2021.
