Pro řešit cvičení k aplikacím Newtonovy zákony, stejně jako v blokových systémech, je zajímavé postupovat podle několika kroků:
1. Zapište si všechny relevantní údaje z výpisu;
2. Zkontrolujte, zda jsou jednotky v mezinárodním systému jednotek (metr, kilogram a sekunda);
3. Opatrně nakreslete všechny síly působící na těla;
4. Pokuste se vycítit, kterým směrem se systém těla pohybuje, a osvojte si směr pro pozitivní znaménko sil. Všechny síly, které jsou v tomto směru, budou také pozitivní. Protisíly budou záporné;
5. Vyrovnejte výslednice sil každého těla pro každý směr prostoru k produktu špatný nebo na 0, v případě, že se tělo pohybuje konstantní rychlostí nebo je v klidu;
6. Pamatujte, že těla, která se pohybují společně, propojená kabely, jeden na druhém nebo se dokonce opírají o sebe, se vzájemně podporují, a proto mají stejné zrychlení;
7. Abychom vyřešili soustavu rovnic, musíme odečíst jednu od druhé, protože dvojice akce a reakce mají stejnou hodnotu a navzájem se ruší.
Pokud pečlivě dodržíte všechny výše uvedené kroky, při řešení cvičení Newtonových zákonů stěží uděláte chybu.
Podívejte se taky: Pět věcí, které potřebujete vědět o Newtonových zákonech
Newtonovy zákony řešily cvičení
POZNÁMKA: Pro všechny níže uvedené příklady použijeme gravitaci jako 10 m / s².
Otázka 1
Dva bloky, THE a Bna níže uvedeném obrázku jsou znázorněny hmotnosti 8 kg a 2 kg. Bloky jsou spojeny neroztažitelným řetězcem a taženy silou F o modulu rovném 20 N. Určit:
a) Zrychlení systému
b) Tah drátu
Řešení:
1- Anotace dat
Nejdůležitější údaje pro cvičení jsou:
mThe = 2 kg;
mB = 8 kg;
| F | = 20 N.
2 - Kontrola jednotek
Všechny jednotky jsou navzájem kompatibilní a jsou v mezinárodním systému jednotek;
3-vytvoření silového diagramu
Deheatingly všechny síly působící na každý blok. Musíme si pamatovat silovou hmotnost, normální sílu, napětí na drátu, který blok A působí na blok B, a sílu F, která působí na blok B. Zbývá nám následující schéma:
Titulky:
PThe = Hmotnost bloku A
PB = Hmotnost bloku B
NThe = Normála bloku A
NB = Blok B normální
F = Síla na systém
Tb, = Pohon, který blok B dělá na bloku A
T a, b = Pohon, který blok A dělá na bloku B
4 -Orientace souřadnicového systému
Blokový systém se pohybuje doprava, a proto všechny síly směřující tímto směrem budou mít kladné znaménko. Síly směřující doleva budou mít záporné znaménko.
5 -Hledání výsledných sil
Podle znaménka přijatého v kroku 4 budou výsledné síly ve směru xay (vodorovně a svisle) pro každý blok určeny podle:
6 -těla se pohybují společně
Všimněte si, že normální síla a hmotnost každého bloku se navzájem ruší, protože bloky se nepohybují ve směru y (svisle), takže, N = P. Když se bloky pohybují společně, mají stejnou hodnotu zrychlení.
7 - Řešení soustavy rovnic
Abychom vyřešili soustavu rovnic, přiřaďme soustavě rovnic nalezené v kroku 5 hodnoty, které jsme si zapsali v kroku 1. Pamatujte, že váha těl je dána vztahem např (hmotnost krát gravitace):
Trakce, kterou tělo B provádí na těle A, a trakce, kterou tělo A dělá na těle B, je dvojice akce a reakcePokud tedy přidáme rovnice, tyto pojmy (Ta, b a Tb,) musí být zrušeno. Tímto způsobem nám zbývá pouze:
Pro určení napětí v přízi nezáleží na tom, jestli vypočítáme modul Ta, b nebo od Tb,, protože tyto dvě síly jsou dvojicí akce a reakce, mají tedy stejný modul:
Pohon vyvíjený drátem je 16 N.
Podívejte se také: Sedm nejčastějších chyb při studiu fyziky
otázka 2
Dva bloky, THE a B, o hmotnosti 7 kg a 3 kg jsou spojeny neroztažitelným drátem, jak je znázorněno na obrázku níže. Vypočítejte zrychlení a napětí systému na obou vodičích.
Řešení:
1 - Anotace dat
Relevantní údaje za rok jsou:
mThe = 7 kg
mB = 3 kg
g = 10 m / s²
2 - Kontrola jednotek
Všechny jednotky jsou navzájem kompatibilní a jsou v mezinárodním systému jednotek.
3 - Vytvoření silového diagramu
Nakreslíme všechny síly přítomné v blocích. Podívejte se na obrázek níže:
Všimněte si, že protože tělo B není na stole podporováno, není na něj vyvíjena žádná normální síla.
4 - Orientace souřadnicového systému
Bloky se pohybují ve směrech kolmý. Blok A se pohybuje ve směru x doprava, takže všechny síly v tomto bloku směřující doprava budou kladné. Blok B se pohybuje ve svislém směru dolů, takže všechny síly v tomto bloku, které směřují dolů, budou kladné.
5 - Hledání výsledných sil
Systém rovnic poskytovaných silami vyplývajícími z bloků je uveden níže:
6 –těla se pohybují společně
Jelikož jsou tělesa spojena drátem, zrychlení je u obou stejné, takže používáme pouze The pro obě těla.
7 –Řešení soustavy rovnic
Pamatujte si akční a reakční páry: Ta, b a Tb, jsou zrušeny, když přidáme rovnice, takže nám zbývá:
Nakonec, abychom našli napětí v drátu, můžeme použít kteroukoli z rovnic zahrnujících napětí:
S tím zjistíme napětí v drátu, které je ekvivalentní 21 N.
Více na: Trakční silová cvičení
otázka 3
3. Dva bloky, A a B, zobrazené na obrázku níže as hmotností rovnou 2 kg, respektive 3 kg, které se vzájemně dotýkají, se pohybují působením síly 15 N na blok A. Určete zrychlení bloků a sílu síly, kterou tělo A působí na tělo B.
Řešení:
1 -anotace dat
Relevantní údaje za rok jsou:
mThe = 2 kg
mB = 3 kg
| F | = 15 N.
2 - Kontrola jednotek
Všechny zobrazené jednotky jsou v mezinárodním systému jednotek a jsou navzájem kompatibilní.
3 - Vytvoření silového diagramu
Představme všechny síly působící na blokový systém:
Titulky:
PThe = Hmotnost bloku A
PB = Hmotnost bloku B
NThe = Normála bloku A
NB = Blok B normální
F = Síla na blokovém systému
Fb, = Síla, kterou blok B dělá v bloku A
F a, b = Síla, kterou blok A dělá v bloku B
4 -Orientace souřadnicového systému
Dva bloky se pohybují pouze ve vodorovném směru a směr pohybu je vpravo. Proto budou všechny síly, které směřují tímto směrem, brány jako kladné.
5 –Hledání výsledných sil
Výsledné síly na bloky A a B lze zapsat podle orientace položky 5:
6 – těla se pohybují společně
Těla se pohybují společně, protože jsou přitlačována proti sobě. Tedy zrychlení The je to stejné pro oba bloky.
7 – Řešení soustavy rovnic
Abychom vyřešili soustavu rovnic, musíme si pamatovat, že Fa, b a Fb, jsou dvojicí akce a reakce a navzájem se ruší, když přidáme výsledné síly A a B, takže:
S výše uvedeným systémovým rozlišením zjistíme, že zrychlení by mělo být 3 m / s². Pomocí kterékoli z výsledných sil nalezených v kroku 5 můžeme určit sílu, kterou A působí na B nebo B na A. Tyto síly musí mít hodnotu rovnou 9 N.
Autor: Rafael Hellerbrock
Vystudoval fyziku
Zdroj: Brazilská škola - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/como-resolver-exercicios-sobre-as-leis-newton.htm
