Das zweite Newtonsche Gesetz besagt, dass die von einem Körper aufgenommene Beschleunigung direkt proportional zur Resultierenden der auf ihn wirkenden Kräfte ist.
Da die Beschleunigung die Geschwindigkeitsänderung pro Zeiteinheit darstellt, zeigt der 2. Hauptsatz, dass Kräfte die Kräfte sind, die Geschwindigkeitsänderungen in einem Körper erzeugen.
Auch das Grundprinzip der Dynamik genannt, wurde es von Isaac Newton konzipiert und bildet zusammen mit zwei anderen Gesetzen (1. Hauptsatz und Aktion und Reaktion) die Grundlagen der Klassischen Mechanik.
Formel
Wir stellen den zweiten Hauptsatz mathematisch dar als:
Wo,
Kraft und Beschleunigung sind vektorielle Größen, daher werden sie mit einem Pfeil über den Buchstaben dargestellt, die sie anzeigen.
Als Vektorgrößen benötigen sie zur vollständigen Definition einen Zahlenwert, eine Maßeinheit, eine Richtung und eine Richtung. Richtung und Richtung der Beschleunigung entsprechen der Nettokraft.
Im 2. Hauptsatz ist die Masse des Objekts (m) die Proportionalitätskonstante der Gleichung und das Maß für die Trägheit eines Körpers.
Wenn wir auf diese Weise dieselbe Kraft auf zwei Körper mit unterschiedlichen Massen ausüben, erleidet der mit der größeren Masse eine geringere Beschleunigung. Daraus schließen wir, dass der mit der größeren Masse Geschwindigkeitsschwankungen stärker widersteht und daher eine größere Trägheit hat.
Beispiel:
Ein Körper mit einer Masse von 15 kg bewegt sich mit einem Beschleunigungsmodul von 3 m/s2. Wie groß ist die Nettokraft, die auf den Körper einwirkt?
Das Kraftmodul wird unter Anwendung des 2. Hauptsatzes gefunden, also haben wir:
FR = 15. 3 = 45 N
Newtons drei Gesetze
der Physiker und Mathematiker Isaac Newton (1643-1727) formulierte die Grundgesetze der Mechanik, in denen er die Bewegungen und deren Ursachen beschreibt. Die drei Gesetze wurden 1687 in dem Werk "Mathematical Principles of Natural Philosophy" veröffentlicht.
Newtons erstes Gesetz
Newton basierte auf den Ideen von Galilei auf Trägheit, um den 1. Hauptsatz zu formulieren, deshalb wird es auch das Trägheitsgesetz genannt und kann gesagt werden:
Ohne Kräfte bleibt ein ruhender Körper in Ruhe und ein bewegter Körper bewegt sich geradlinig mit konstanter Geschwindigkeit.
Kurz gesagt, die Newtons erstes Gesetz zeigt an, dass ein Objekt keine Bewegung initiieren, stoppen oder die Richtung ändern kann. Es bedarf einer Krafteinwirkung, um Veränderungen in seinem Ruhe- oder Bewegungszustand herbeizuführen.
Newtons drittes Gesetz
DAS Newtons drittes Gesetz es ist das Gesetz von "Aktion und Reaktion". Das bedeutet, dass auf jede Aktion eine Reaktion gleicher Intensität, gleicher Richtung und in die entgegengesetzte Richtung erfolgt. Das Aktions- und Reaktionsprinzip analysiert die Wechselwirkungen, die zwischen zwei Körpern stattfinden.
Wenn ein Körper die Wirkung einer Kraft erleidet, erhält ein anderer seine Reaktion. Da das Aktions-Reaktions-Paar in verschiedenen Körpern auftritt, gleichen sich die Kräfte nicht aus.
Erfahren Sie mehr unter:
- Newtons drei Gesetze
- Schwere
- Was ist Trägheit in der Physik?
- Physikalische Formeln
- Bewegungsmenge
- schiefe Ebene
Gelöste Übungen
1) UFRJ-2006
Ein Block der Masse m wird mit einem idealen Draht abgesenkt und angehoben. Zunächst wird der Block mit konstanter Vertikalbeschleunigung von Modul a nach unten abgesenkt (nach der Hypothese kleiner als das Modul g der Erdbeschleunigung), wie in Abbildung 1 gezeigt. Dann wird der Block mit konstanter vertikaler Beschleunigung nach oben gehoben, ebenfalls von Modul a, wie in Abbildung 2 gezeigt. Sei T die Fadenspannung auf dem Weg nach unten und T’ die Fadenspannung auf dem Weg nach oben.
Bestimmen Sie das Verhältnis T’/T als Funktion von a und g.
In der ersten Situation, wenn der Block absinkt, ist das Gewicht größer als die Zugkraft. Wir haben also, dass die Nettokraft ist: FR=P - T
In der zweiten Situation, wenn T' nach oben geht, ist es größer als das Gewicht, also: FR=T' - P
Wenn wir das 2. Newtonsche Gesetz anwenden und sich daran erinnern, dass P = m.g, haben wir:
Wenn wir (2) durch (1) teilen, finden wir den angeforderten Grund:
2) Mackenzie-2005
Ein 4,0 kg schwerer Körper wird mit einem Seil angehoben, das eine maximale Zugkraft von 50 N unterstützt. Annahme von g = 10m/s2, die größte vertikale Beschleunigung, die auf den Körper ausgeübt werden kann, indem er durch diesen Draht gezogen wird, ist:
a) 2,5 m/s2
b) 2,0 m/s2
c) 1,5 m/s2
d) 1,0 m/s2
e) 0,5 m/s2
T - P = m. a (der Körper wird angehoben, also T>P)
Als maximale Zugkraft beträgt 50 N und P = m. g = 4. 10 = 40 N, die größte Beschleunigung ist:
Alternativ zu: 2,5 m/s2
3) PUC/MG-2007
In der Abbildung hat Block A eine Masse mDAS = 80 kg und Block B, eine Masse mB = 20kg. Reibung und Trägheit von Draht und Riemenscheibe sind noch vernachlässigbar und g = 10 m/s wird berücksichtigt.2 .
Bezüglich der Beschleunigung von Block B kann man sagen, dass es sein wird:
a) 10 m/s2 Nieder.
b) 4,0 m/s2 oben.
c) 4,0 m/s2 Nieder.
d) 2,0 m/s2 Nieder.
Das Gewicht von B ist die Kraft, die für die Bewegung der Blöcke nach unten verantwortlich ist. Betrachtet man die Blöcke als ein einzelnes System und wendet das 2. Newtonsche Gesetz an, so haben wir:
PB = (mDAS + mB). Das
Alternative d: 2,0 m/s2 Nieder
4) Fatec-2006
Zwei Blöcke A und B mit einer Masse von 10 kg bzw. 20 kg, die durch einen Faden von vernachlässigbarer Masse verbunden sind, ruhen ohne Reibung auf einer horizontalen Ebene. Auf Block B wird eine ebenfalls horizontale Kraft der Stärke F = 60 N ausgeübt, wie in der Abbildung gezeigt.
Es gilt der Modul der Zugkraft im Draht, der die beiden Blöcke verbindet, in Newton
a) 60
b) 50
c) 40
d) 30
e) 20
Betrachtet man die beiden Blöcke als ein einziges System, so gilt: F = (mDAS + mB). a, Ersetzen der Werte finden wir den Beschleunigungswert:
Wenn wir den Wert der Beschleunigung kennen, können wir den Wert der Spannung am Draht berechnen. Verwenden wir dafür Block A:
T=mDAS . Das
T = 10. 2 = 20 N
Alternative e: 20 N
5) ITA-1996
Beim Einkaufen in einem Supermarkt benutzt ein Student zwei Karren. Es drückt den ersten mit der Masse m mit einer horizontalen Kraft F, die wiederum einen anderen mit der Masse M auf einen ebenen, horizontalen Boden drückt. Wenn die Reibung zwischen den Wagen und dem Boden vernachlässigt werden kann, kann man sagen, dass die Kraft, die auf den zweiten Wagen ausgeübt wird, ist:
a) F
b) MF / (m + M)
c) F (m + M) / M
d) F / 2
e) ein anderer anderer Ausdruck
Betrachtet man die beiden Wagen als ein einziges System, haben wir:
Um die Kraft zu berechnen, die auf den zweiten Wagen wirkt, verwenden wir erneut das 2. Newtonsche Gesetz für die Gleichung des zweiten Wagens:
Alternative b: MF/(m+M)
