За решаване на упражнения по приложенията на Законите на Нютон, както при блоковите системи, интересно е да се следват няколко стъпки:
1. Запишете всички относими данни от изявлението;
2. Проверете дали единиците са в Международната система от единици (метър, килограм и секунда);
3. Внимателно изтеглете всички сили, действащи върху телата;
4. Опитайте се да усетите в коя посока се движи телесната система и да приемете вашата посока за положителния знак на силите. Всички сили, които са в тази посока, също ще бъдат положителни. Контра силите ще бъдат отрицателни;
5. Изравнете резултантните сили на всяко тяло за всяка посока на пространството към продукта лошо или до 0, в случай че тялото се движи с постоянна скорост или е в покой;
6. Не забравяйте, че телата, които се движат заедно, свързани чрез кабели, едно върху друго или дори облегнати едно на друго, се поддържат взаимно и следователно имат едно и също ускорение;
7. За да решим системата от уравнения, трябва да извадим едното от другото, тъй като двойките действие и реакция имат еднаква стойност и се отменят взаимно.
Ако внимателно следвате всички стъпки по-горе, едва ли ще направите грешки, когато решавате упражнения по законите на Нютон.
Вижте също: Пет неща, които трябва да знаете за законите на Нютон
Законите на Нютон, решени упражнения
ЗАБЕЛЕЖКА: За всички примери по-долу ще приемем гравитацията като 10 m / s².
Въпрос 1
Два блока, НА и Б., на маси, равни на 8 kg и 2 kg, съответно, са представени на фигурата по-долу. Блоковете се съединяват от неразтеглив низ и се изтеглят със сила F на модул, равен на 20 N. Определи:
а) Ускорение на системата
б) Издърпване на тел
Резолюция:
1- Анотиране на данните
Най-подходящите данни за упражнението са:
мThe = 2 кг;
мБ. = 8 кг;
| F | = 20 N.
2 - Проверка на единиците
Всички единици са съвместими помежду си и са в Международната система от единици;
3-изработване на силовата диаграма
Нагряващо всички сили, действащи върху всеки блок. Трябва да помним силата на тежестта, нормалната сила, напрежението върху жицата, която блок А упражнява върху блок В и силата F, приложена върху блок В. Остава ни следната схема:
Подзаглавие:
PThe = Тегло на блок A
PБ. = Тегло на блок Б
нThe = Нормално за блок A
нБ. = Блок B Нормално
F = Сила върху системата
Tб, = Тяга, която блок Б прави на блок А
T а, б = Сцепление, което блок A прави на блок B
4 -Ориентиране на координатната система
Блоковата система се движи надясно и следователно всички сили, насочени в тази посока, ще имат положителен знак. Силите, сочещи наляво, ще имат отрицателен знак.
5 -Намиране на получените сили
Съгласно знака, приет в стъпка 4, получените сили в посоките x и y (хоризонтални и вертикални) за всеки блок ще се определят от:
6 -телата се движат заедно
Имайте предвид, че нормалната сила и тежестта на всеки блок се отменят, тъй като блоковете не се движат в посока y (вертикална), така че, N = P. Също така, докато блоковете се движат заедно, те имат една и съща стойност на ускорение.
7 - Решаване на системата от уравнения
За да решим системата от уравнения, нека присвоим на системата от уравнения, намерена в стъпка 5, стойностите, които записахме в стъпка 1. Не забравяйте, че теглото на телата се дава от напр (маса по гравитация):
Тягата, която тялото B прави върху тялото A и тягата, която тялото A прави върху тялото B, са двойка действие и реакция, следователно, ако добавим уравненията, тези членове (Tа, б и Тб,) трябва да бъде отменено. По този начин ни остава само:
За да се определи напрежението в преждата, няма значение дали изчисляваме модула на Tа, б или от Тб,, тъй като двете сили са двойка действие и реакция, следователно те имат един и същ модул:
Тягата, упражнявана от жицата, е 16 N.
Вижте също: Седем най-често срещани грешки, допуснати при изучаването на физиката
въпрос 2
Два блока, НА и Б., с маси, равни на 7 кг и 3 кг, са свързани с неразтегаем проводник, както е показано на фигурата по-долу. Изчислете ускорението и напрежението на системата на двата проводника.
Резолюция:
1 - Анотиране на данните
Съответните данни за упражнението са:
мThe = 7 кг
мБ. = 3 кг
g = 10 m / s²
2 - Проверка на единиците
Всички единици са съвместими помежду си и са в Международната система от единици.
3 - Изработване на силовата диаграма
Нека нарисуваме всички сили, присъстващи в блоковете. Вижте фигурата по-долу:
Имайте предвид, че тъй като тялото B не се поддържа на масата, върху него няма нормална сила.
4 - Ориентиране на координатната система
Блоковете се движат в посоки перпендикулярна. Блок A се движи в посока x надясно, така че всички сили на този блок, които сочат вдясно, ще бъдат положителни. Блок Б се движи във вертикална посока надолу, така че всички сили на този блок, които сочат надолу, ще бъдат положителни.
5 - Намиране на получените сили
Системата от уравнения, предоставена от силите, получени от блоковете, е представена по-долу:
6 –телата се движат заедно
Тъй като телата са свързани с проводник, ускорението е еднакво и за двете, така че ние използваме само The за двете тела.
7 –Решаване на системата от уравнения
Запомнете двойките действие и реакция: Tа, б и Тб, се отменят, когато добавим уравненията, така че оставаме с:
И накрая, за да намерим напрежението в проводника, можем да използваме всяко от уравненията, които включват напреженията:
С това намираме напрежението в проводника, което е еквивалентно на 21 N.
Вижте повече на: Упражнения за сила на тягата
въпрос 3
3. Два блока, A и B, показани на фигурата по-долу и с маси, равни съответно на 2 kg и 3 kg, докосващи се един друг, се преместват от действието на сила от 15 N върху блок A. Определете ускорението на блоковете и силата на силата, която тялото А прилага върху тяло В.
Резолюция:
1 -анотиране на данните
Съответните данни за упражнението са:
мThe = 2 кг
мБ. = 3 кг
| F | = 15 N
2 - Проверка на единиците
Всички показани единици са в Международната система от единици и са съвместими помежду си.
3 - Изработване на силовата диаграма
Нека представим всички сили, действащи върху блоковата система:
Подзаглавие:
PThe = Тегло на блок A
PБ. = Тегло на блок Б
нThe = Нормално за блок A
нБ. = Блок B Нормално
F = Сила върху блоковата система
Fб, = Принудително изпълнение на блок B в блок A
F а, б = Принудително изпълнение на блок A в блок B
4 -Ориентиране на координатната система
Двата блока се движат само в хоризонтална посока, а посоката на движение е вдясно. Следователно всички сили, които сочат в тази посока, ще се приемат като положителни.
5 –Намиране на получените сили
Получените сили върху блокове A и B могат да бъдат записани според ориентацията на т. 5:
6 – телата се движат заедно
Телата се движат заедно, защото са притиснати един към друг. По този начин, ускорението The същото е за двата блока.
7 – Решаване на системата от уравнения
За да решим системата от уравнения, трябва да помним, че Fа, б и Fб, те са двойка за действие и реакция и се отменят взаимно, когато добавим получените сили на A и B, така че:
С горната разделителна способност на системата откриваме, че ускорението трябва да бъде 3 m / s². Използвайки която и да е от получените сили, намерени в стъпка 5, можем да определим силата, която A действа върху B или която B действа върху A. Тези сили трябва да имат стойност, равна на 9 N.
От Рафаел Хеллерброк
Завършва физика
Източник: Бразилско училище - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/como-resolver-exercicios-sobre-as-leis-newton.htm