Největší obtíž pro studenty fyziky na střední škole souvisí s řešením problémů na nejrůznějších frontách oboru.
Představím zde řešení cvičení interakce mezi bloky, které souvisí s aplikací Newtonových zákonů.
Příklad 1) (UF-PE) Obrázek níže ukazuje tři bloky hmotností mA = 1,0 kg, mB = 2,0 kg a mc = 3,0 kg. Bloky se pohybují společně působením konstantní horizontální síly F modulu 4,2 N.
Bez ohledu na tření, jaká je velikost čisté síly v bloku B?
a) 1,0 N
b) 1,4 N
c) 1,8 N
d) 2,2 N
e) 2,6 N
Řešení.
Nejprve musíme vědět, že F = m.a (Newtonův druhý zákon). Musíme také vědět, že tři tělesa se pohybují se stejným zrychlením a že toto zrychlení má stejný směr a směr jako síla F.
Můžeme tedy vypočítat zrychlení bloků pomocí systému Isolated Body System (SCI)
Na obrázku níže představujeme síly působící na A, B a C.
Kde F je použitá síla.
FThe v prvním bloku je reakce B v The kvůli F.
Fa ve druhém bloku je akce The v B kvůli F
Fc ve druhém bloku je reakcí C v B kvůli F
Fc ve třetím bloku je akce de B v C kvůli F
n je normální síla ap je hmotnostní síla ve třech případech
Zjednodušení vah pomocí normálních reakčních sil musíme v každém případě:
Protože F = 4,2 N, máme:
4,2 = (1,0 + 2,0 + 3,0). A
a = 4,2 / 6
a = 0,7 m / s2
Jakmile je nalezeno zrychlení, musíme najít výslednou hodnotu v B.
Výsledek v B je: FB = FTHE - FC
Odečtením rovnic B a C máme:
FTHE = (mB + mC). The
FTHE = (2,0 + 3,0). 0,7
FTHE = 5,0. 0,7
FTHE = 3,5 N
Nalezení hodnoty F.C
FC = mC. The
FC = 3,0. 0,7
FC = 2,1 N
Tím pádem:
FB = 3,5 – 2,1
FB = 1,4 N
Poté jsme dospěli k závěru, že čistá síla na B se rovná 1,4 N.
Autor: Kléber Cavalcante
Vystudoval fyziku
Tým brazilské školy
mechanika - Fyzika - Brazilská škola
Zdroj: Brazilská škola - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/aplicacao-das-leis-newton.htm
