В Законите на Нютон съдържат три закона на класическата механика: законът на инерцията, основният закон на динамиката и законът за действие и реакция.
Проверете знанията си с 8 въпроса по-долу и не пропускайте възможността да изясните съмненията си, като следвате резолюциите след обратната връзка.
Въпрос 1
Свържете трите закона на Нютон със съответните им изявления.
- 1-ви закон на Нютон
- Втори закон на Нютон
- Третият закон на Нютон
Определя, че нетната сила е равна на произведението на масата и ускорението на тялото.
Той гласи, че към всяко действие има реакция със същата интензивност, същата посока и противоположна посока.
Показва, че тялото има тенденция да остане в състояние на покой или в равномерно праволинейно движение, освен ако върху него не действа получена сила.
Точен отговор: (2); (3) и (1).
закон на инерцията (1-ви закон на Нютон): показва, че тялото има тенденция да остане в състояние на покой или в равномерно праволинейно движение, освен ако върху него не започне да действа получена сила.
Основен закон на динамиката (2-ри закон на Нютон): определя, че получената сила е равна на произведението на масата и ускорението на тялото.
закон за действие и реакция (3-ти закон на Нютон): гласи, че към всяко действие има реакция със същата интензивност, същата посока и противоположна посока.
въпрос 2
(UFRGS - 2017) Сила от 20 N се прилага към тяло с маса m. Тялото се движи по права линия със скорост, която се увеличава с 10 m / s на всеки 2 s. Каква е стойността в маса на масата m?
а) 5.
б) 4.
в) 3.
г) 2.
д) 1.
Правилна алтернатива: б) 4.
За да намерим масовата стойност, нека приложим втория закон на Нютон. За това първо трябва да изчислим стойността на ускорението.
Тъй като ускорението е равно на стойността на вариацията на скоростта, разделена на интервала от време, имаме:
Подмяна на намерените стойности:
Следователно телесната маса е 4 кг.
въпрос 3
(UERJ - 2013) Дървеният блок е балансиран на наклонена равнина от 45º спрямо земята. Интензитетът на силата, която блокът упражнява перпендикулярно на наклонената равнина, е равен на 2.0 N.
Между блока и наклонената равнина интензитетът на силата на триене в нютони е равен на:
а) 0,7
б) 1.0
в) 1.4
г) 2.0
Правилна алтернатива: г) 2.0.
В диаграмата по-долу представяме ситуацията, предложена в проблема, и силите, които действат в блока:
Тъй като блокът е в равновесие на наклонената равнина, нетната сила на оста x и оста y е равна на нула.
По този начин имаме следните равенства:
етриене = П. сен 45-ти
N = P. cos 45-та
Ако N е равно на 2 N и sin 45 ° е равно на cos 45 °, тогава:
етриене = N = 2 нютона
Следователно между блока и наклонената равнина интензитетът на силата на триене е равен на 2,0 N.
Вижте също:
наклонена равнина
Сила на триене
въпрос 4
(UFRGS - 2018) Влекачът е спортна дейност, при която два отбора, A и B, теглят въже за противоположните краища, както е показано на фигурата по-долу.
Да приемем, че въжето е изтеглено от отбор A с хоризонтална сила по модул 780 N и от отбор B с хоризонтална сила по модул 720 N. В даден момент въжето се къса. Проверете алтернативата, която правилно попълва празните места в изявлението по-долу, в реда, в който се появяват.
Нетната сила върху струната, в момента непосредствено преди прекъсването, има модул от 60 N и сочи към ________. Модулите на ускоренията на отбори A и B, в момента непосредствено след прекъсване на въжето, са съответно ________, като се приеме, че всеки отбор има маса от 300 kg.
а) ляво - 2,5 m / s2 и 2,5 m / s2
б) вляво - 2,6 m / s2 и 2,4 m / s2
в) ляво - 2,4 m / s2 и 2,6 m / s2
г) вдясно - 2,6 m / s2 и 2,4 m / s2
д) вдясно - 2,4 m / s2 и 2,6 m / s2
Правилна алтернатива: б) вляво - 2,6 m / s2 и 2,4 m / s2.
Получената сила сочи към посоката на най-голямата сила, която в този случай е силата, упражнявана от екип А. Следователно посоката му е вляво.
В момента, веднага след щракването на струната, можем да изчислим количеството ускорение, придобити от всеки отбор чрез втория закон на Нютон. Така че имаме:
Следователно текстът с правилно попълнени пропуски е:
Получената сила върху въжето, в момента непосредствено преди прекъсването, има модул от 60 N и сочи към наляво. Модулите на ускоренията на отбори А и В, в момента непосредствено след прекъсване на въжето, са съответно, 2,6 m / s2 и 2,4 m / s2, като приемем, че всеки отбор има маса от 300 кг.
Вижте също: Законите на Нютон
въпрос 5
(Enem - 2017) При челен сблъсък между две коли силата, която коланът упражнява върху гърдите и корема на водача, може да причини сериозни увреждания на вътрешните органи. Имайки предвид безопасността на своя продукт, производителят на автомобили проведе тестове на пет различни модела колани. Тестовете симулират сблъсък от 0,30 секунди, а куклите, представляващи обитателите, са оборудвани с акселерометри. Това оборудване записва модула на забавяне на куклата като функция от времето. Параметри като маса на куклата, размери на колана и скорост непосредствено преди и след удара бяха еднакви за всички тестове. Полученият краен резултат е в графиката на ускорението във времето.
Кой модел колан предлага най-нисък риск от вътрешни наранявания на водача?
до 1
б) 2
в) 3
г) 4
д) 5
Правилна алтернатива: б) 2.
Проблемът ни казва, че силата, упражнявана от предпазния колан, може да причини сериозни наранявания при челни сблъсъци.
Следователно трябва да идентифицираме сред представените модели и при същите условия този, който ще упражнява по-малко интензивна сила върху пътника.
По втория закон на Нютон имаме, че получената сила е равна на произведението на масата и ускорението:
FR = m. The
Тъй като експериментът е проведен с марионетки със същата маса, тогава най-ниската резултираща сила върху пътника ще се появи, когато максималното ускорение също е по-малко.
Наблюдавайки графиката, ние установяваме, че тази ситуация ще се случи в пояс 2.
Вижте също: Вторият закон на Нютон
въпрос 6
(PUC / SP - 2018) Кубичен, масивен и хомогенен обект с маса, равна на 1500 g, е в покой върху равна и хоризонтална повърхност. Коефициентът на статично триене между обекта и повърхността е равен на 0.40. Сила F, хоризонтално спрямо повърхността, се прилага върху центъра на масата на този обект.
Коя графика най-добре представя интензивността на статичната сила на триене Fтриене като функция от интензитета F на приложената сила? Помислете за силите, участващи в единици SI.
Правилна алтернатива: c.
В ситуацията, предложена от проблема, тялото е в покой, така че ускорението му е равно на 0. Имайки предвид втория закон на Нютон (FR = m. а), тогава нетната сила също ще бъде равна на нула.
Както е описано в проблема, върху тялото действа сила F и сила на триене. Освен това имаме и действието на силата на тежестта и нормалната сила.
На фигурата по-долу представяме диаграмата на тези сили:
На хоризонталната ос, докато тялото остава в покой, имаме следната ситуация:
FR = F - Fтриене = 0 ⇒ F = Fтриене
Това условие ще бъде вярно, докато стойността на силата F достигне интензивността на максималната сила на триене.
Максималната сила на триене се определя чрез формулата:
От представената по-горе фигура забелязваме, че стойността на нормалната сила е равна на интензивността на силата на тежестта, тъй като тялото е в покой на вертикалната ос. Тогава:
N = P = m. ж
Преди да заменим стойностите, трябва да трансформираме стойността на масата в международната система, т.е. 1500 g = 1,5 kg.
N = 1,5. 10 = 15 N
По този начин стойността на Fтриенемакс ще бъде намерен чрез:
Fтриенемакс= 0,4. 15 = 6 N
Следователно Fтриене върху тялото ще бъде равно на сила F, докато достигне стойността от 6N, когато тялото ще бъде на ръба на движението.
въпрос 7
(Enem - 2016) Изобретението, което означава голям технологичен напредък в Античността, композитната ролка или свързването на ролки, се приписва на Архимед (287 а. ° С. до 212 a. ° С.). Апаратът се състои от свързване на серия от подвижни ролки с неподвижна ролка. Фигурата илюстрира възможна подредба за този апарат. Съобщава се, че Архимед би демонстрирал на крал Хиерам друга подредба на този апарат, движейки се сам над пясък на плажа, пълен кораб с пътници и товари, нещо, което би било невъзможно без участието на мнозина мъже. Да предположим, че масата на кораба е 3000 кг, коефициентът на статично триене между кораба и пясъка е 0,8, и че Архимед е издърпал кораба със сила , успоредно на посоката на движение и с модул, равен на 400 N. Помислете за идеалните проводници и ролки, гравитационното ускорение, равно на 10 m / s2 и че повърхността на плажа е идеално хоризонтална.
Минималният брой мобилни ролки, използвани в тази ситуация от Архимед, беше
а) 3.
б) 6.
в) 7.
г) 8.
д) 10.
Правилна алтернатива: б) 6.
Силите, действащи върху лодката, са представени на диаграмата по-долу:
От диаграмата забелязваме, че лодката, за да излезе от покой, изисква тяговата сила T да е по-голяма от максималната статична сила на триене. За да изчислим стойността на тази сила, ще използваме формулата:
В тази ситуация модулът на теглото е равен на модула на нормалната сила, имаме:
Заменяйки информираните стойности, имаме:
Fтриене макс = 0,8. 3000. 10 = 24 000 N
Знаем, че силата F, упражнявана от Архимед, е била равна на 400 N, така че тази сила трябва да се умножи по определен коефициент, така че резултатът й да е по-голям от 2400 N.
Всяка използвана подвижна ролка удвоява стойността на силата, т.е., като направи сила равна на F, тяговата сила (силата, която ще дръпне лодката) ще бъде равна на 2F.
Използвайки данните за проблема, имаме следната ситуация:
- 1 ролка → 400. 2 = 400. 21 = 800 N
- 2 ролки → 400. 2. 2 = 400. 2 2 = 1600 N
- 3 ролки → 400. 2. 2. 2 = 400. 23 = 3200 N
- n ролки → 400. 2не > 24 000 N (за излизане от покой)
По този начин трябва да знаем стойността на n, така че:
Знаем, че 25 = 32 и това 26 = 64, тъй като искаме да намерим минималния брой движещи се ролки, след това с помощта на 6 ролки ще бъде възможно да се движи лодката.
Следователно минималният брой използвани мобилни ролки в тази ситуация от Архимед е 6.
въпрос 8
(UERJ - 2018) В един експеримент блокове I и II, с маси, равни съответно на 10 kg и 6 kg, са свързани помежду си с идеален проводник. Отначало се прилага сила на интензивност F, равна на 64 N, към блок I, генерираща напрежение T върху жицата.НА. След това към блок II се прилага сила със същия интензитет F, произвеждаща сцепление ТБ.. Вижте схемите:
Пренебрегвайки триенето между блоковете и повърхността S, съотношението между тягите означава:
Правилна алтернатива: .
Прилагайки втория закон на Нютон и закона на действието и реакцията (третият закон на Нютон), можем да напишем системите за всяка ситуация:
1-ва ситуация
2-ра ситуация
Имайте предвид, че и в двете ситуации стойността на ускорението ще бъде еднаква, тъй като силата F е равна и масите също остават същите.
Заменяйки стойностите и изчислявайки ускорението, имаме:
Познавайки стойността на ускорението, можем да изчислим стойностите на тягите:
TНА = mII. The
TНА = 6. 4 = 24 N
TБ. = mАз . The
TБ. = 10. 4 = 40 N
Изчислявайки съотношението между изтеглянията, намираме:
Следователно съотношението между изтеглянията съответства на .
За да научите повече, вижте също:
- Третият закон на Нютон
- силова тежест
- Нормална сила
