Ο δεύτερος νόμος του Νεύτωνα ορίζει ότι η επιτάχυνση που αποκτά ένα σώμα είναι άμεσα ανάλογη με την προκύπτουσα από τις δυνάμεις που ενεργούν σε αυτό.
Καθώς η επιτάχυνση αντιπροσωπεύει τη διακύμανση της ταχύτητας ανά μονάδα χρόνου, ο 2ος νόμος δείχνει ότι οι δυνάμεις είναι οι παράγοντες που παράγουν μεταβολές στην ταχύτητα σε ένα σώμα.
Ονομάζεται επίσης η θεμελιώδης αρχή της Δυναμικής, σχεδιάστηκε από τον Ισαάκ Νεύτωνα και μορφές, μαζί με δύο άλλους νόμους (1ος Νόμος και Δράση και Αντίδραση), τα θεμέλια της Κλασικής Μηχανικής.
Τύπος
Αντιπροσωπεύουμε μαθηματικά τον Δεύτερο Νόμο ως:
Οπου,
Η δύναμη και η επιτάχυνση είναι διανυσματικές ποσότητες, έτσι αντιπροσωπεύονται με ένα βέλος πάνω από τα γράμματα που τα υποδεικνύουν.
Ως ποσότητες φορέα, χρειάζονται, για να καθοριστούν πλήρως, μια αριθμητική τιμή, μια μονάδα μέτρησης, μια κατεύθυνση και μια κατεύθυνση. Η κατεύθυνση και η κατεύθυνση της επιτάχυνσης θα είναι ίδια με την καθαρή δύναμη.
Στον 2ο νόμο, η μάζα του αντικειμένου (m) είναι η σταθερά αναλογικότητας της εξίσωσης και είναι το μέτρο της αδράνειας ενός σώματος.
Με αυτόν τον τρόπο, εάν εφαρμόσουμε την ίδια δύναμη σε δύο σώματα με διαφορετικές μάζες, αυτό με μεγαλύτερη μάζα θα υποστεί χαμηλότερη επιτάχυνση. Ως εκ τούτου, καταλήγουμε στο συμπέρασμα ότι αυτό με μεγαλύτερη μάζα αντιστέκεται περισσότερο στις διακυμάνσεις της ταχύτητας, επομένως, έχει μεγαλύτερη αδράνεια.
Παράδειγμα:
Ένα σώμα με μάζα ίση με 15 kg κινείται με επιτάχυνση συντελεστή ίση με 3 m / s2. Ποιο είναι το μέγεθος της καθαρής δύναμης που δρα στο σώμα;
Η ενότητα δύναμης θα βρεθεί εφαρμόζοντας τον 2ο νόμο, οπότε έχουμε:
φάΡ = 15. 3 = 45 Β
Οι τρεις νόμοι του Νεύτωνα
ο φυσικός και μαθηματικός Ισαάκ Νιούτον (1643-1727) διατύπωσε τους βασικούς νόμους της μηχανικής, όπου περιγράφει τις κινήσεις και τις αιτίες τους. Οι τρεις νόμοι δημοσιεύθηκαν το 1687, στο έργο «Μαθηματικές Αρχές Φυσικής Φιλοσοφίας».
Ο πρώτος νόμος του Νεύτωνα
Ο Νεύτωνας βασίστηκε στις ιδέες του Γαλιλαίος σχετικά με την αδράνεια για τη διατύπωση του 1ου νόμου, επομένως, ονομάζεται επίσης ο νόμος της αδράνειας και μπορεί να δηλωθεί:
Ελλείψει δυνάμεων, ένα σώμα σε κατάσταση ηρεμίας παραμένει σε ηρεμία και ένα σώμα σε κίνηση κινείται σε ευθεία γραμμή με σταθερή ταχύτητα.
Εν ολίγοις, το Ο πρώτος νόμος του Νεύτωνα δηλώνει ότι ένα αντικείμενο δεν μπορεί να ξεκινήσει κίνηση, να σταματήσει ή να αλλάξει κατεύθυνση από μόνη της. Παίρνει τη δράση μιας δύναμης για να επιφέρει αλλαγές στην κατάσταση ανάπαυσης ή κίνησης.
Ο τρίτος νόμος του Νεύτωνα
Ο Ο τρίτος νόμος του Νεύτωνα είναι ο νόμος της «δράσης και αντίδρασης». Αυτό σημαίνει ότι, για κάθε ενέργεια, υπάρχει μια αντίδραση της ίδιας έντασης, της ίδιας κατεύθυνσης και στην αντίθετη κατεύθυνση. Η αρχή της δράσης και της αντίδρασης αναλύει τις αλληλεπιδράσεις που πραγματοποιούνται μεταξύ δύο σωμάτων.
Όταν ένα σώμα υποφέρει από τη δράση μιας δύναμης, ένα άλλο θα λάβει την αντίδρασή του. Καθώς το ζεύγος δράσης-αντίδρασης εμφανίζεται σε διαφορετικά σώματα, οι δυνάμεις δεν εξισορροπούνται.
Μάθετε περισσότερα στο:
- Οι τρεις νόμοι του Νεύτωνα
- Βαρύτητα
- Τι είναι η αδράνεια στη φυσική;
- Τύποι φυσικής
- Ποσότητα κίνησης
- κεκλιμένο επίπεδο
Λύσεις ασκήσεις
1) UFRJ-2006
Ένα μπλοκ μάζας μειώνεται και ανυψώνεται χρησιμοποιώντας ένα ιδανικό σύρμα. Αρχικά, το μπλοκ χαμηλώνεται με σταθερή κατακόρυφη επιτάχυνση, προς τα κάτω, της μονάδας α (με υπόθεση, μικρότερη από τη μονάδα g της επιτάχυνσης της βαρύτητας), όπως φαίνεται στο σχήμα 1. Στη συνέχεια, το μπλοκ ανυψώνεται με συνεχή κατακόρυφη επιτάχυνση, προς τα πάνω, επίσης της μονάδας α, όπως φαίνεται στο σχήμα 2. Ας T είναι η ένταση του νήματος στο δρόμο προς τα κάτω και T 'η ένταση του νήματος στο δρόμο προς τα πάνω.
Προσδιορίστε την αναλογία T '/ T ως συνάρτηση των a και g.
Στην πρώτη περίπτωση, καθώς το μπλοκ φθίνει, το βάρος είναι μεγαλύτερο από την έλξη. Έχουμε λοιπόν ότι η καθαρή δύναμη θα είναι: FΡ= P - Τ
Στη δεύτερη περίπτωση, όταν ανεβαίνετε T 'θα είναι μεγαλύτερο από το βάρος, έτσι: FΡ= Τ '- Ρ
Εφαρμόζοντας τον 2ο νόμο του Νεύτωνα και θυμόμαστε ότι το P = m.g, έχουμε:
Διαιρώντας (2) με (1), βρίσκουμε τον ζητούμενο λόγο:
2) Mackenzie-2005
Ένα σώμα 4,0 κιλών ανυψώνεται μέσω ενός καλωδίου που υποστηρίζει τη μέγιστη πρόσφυση των 50Ν. Υιοθέτηση g = 10m / s2, η μεγαλύτερη κάθετη επιτάχυνση που μπορεί να εφαρμοστεί στο σώμα, τραβώντας το από αυτό το καλώδιο, είναι:
α) 2,5m / s2
β) 2,0 m / s2
γ) 1,5 m / s2
δ) 1,0 m / s2
ε) 0,5 m / s2
T - P = m. a (το σώμα ανυψώνεται, έτσι T> P)
Καθώς η μέγιστη πρόσφυση είναι 50 N και P = m. g = 4. 10 = 40 N, η μεγαλύτερη επιτάχυνση θα είναι:
Εναλλακτική λύση για: 2,5 m / s2
3) PUC / MG-2007
Στο σχήμα, το μπλοκ Α έχει μάζα mΟ = 80 kg και μπλοκ B, μάζα mσι = 20 κιλά. Οι τριβές και η αδράνεια του σύρματος και της τροχαλίας εξακολουθούν να είναι αμελητέες και θεωρείται g = 10m / s.2 .
Όσον αφορά την επιτάχυνση του μπλοκ Β, μπορεί να ειπωθεί ότι θα είναι:
α) 10 m / s2 κάτω.
β) 4,0 m / s2 πάνω.
γ) 4,0 m / s2 κάτω.
δ) 2,0 m / s2 κάτω.
Το βάρος του Β είναι η δύναμη που είναι υπεύθυνη για τη μετακίνηση των μπλοκ προς τα κάτω. Θεωρώντας τα μπλοκ ως ένα ενιαίο σύστημα και εφαρμόζοντας τον 2ο Νόμο του Νεύτωνα έχουμε:
Πσι = (μΟ + μσι). ο
Εναλλακτική d: 2,0 m / s2 κάτω
4) Fatec-2006
Δύο μπλοκ Α και Β μάζας 10 kg και 20 kg, αντίστοιχα, ενωμένα με ένα νήμα αμελητέας μάζας, βρίσκονται σε ηρεμία σε οριζόντιο επίπεδο χωρίς τριβή. Μία δύναμη, επίσης οριζόντια, έντασης F = 60N εφαρμόζεται στο μπλοκ Β, όπως φαίνεται στο σχήμα.
Το μέτρο της δύναμης έλξης στο σύρμα που ενώνει τα δύο μπλοκ, σε Newton, είναι έγκυρο
α) 60
β) 50
γ) 40
δ) 30
ε) 20
Θεωρώντας τα δύο μπλοκ ως ένα ενιαίο σύστημα, έχουμε: F = (mΟ + μσι). a, αντικαθιστώντας τις τιμές που βρίσκουμε την τιμή επιτάχυνσης:
Γνωρίζοντας την τιμή της επιτάχυνσης, μπορούμε να υπολογίσουμε την τιμή της έντασης στο καλώδιο, ας χρησιμοποιήσουμε το μπλοκ Α για αυτό:
Τ = μΟ . ο
Τ = 10. 2 = 20 Ν
Εναλλακτική e: 20 N
5) ITA-1996
Ψωνίζοντας σε ένα σούπερ μάρκετ, ένας μαθητής χρησιμοποιεί δύο καροτσάκια. Σπρώχνει το πρώτο, μάζας m, με οριζόντια δύναμη F, η οποία, με τη σειρά της, ωθεί μια άλλη μάζα M σε ένα επίπεδο, οριζόντιο δάπεδο. Εάν η τριβή μεταξύ του καροτσιού και του δαπέδου μπορεί να παραμεληθεί, μπορεί να ειπωθεί ότι η δύναμη που ασκείται στο δεύτερο καρότσι είναι:
α) ΣΤ
β) MF / (m + M)
γ) F (m + M) / Μ
δ) F / 2
ε) μια άλλη διαφορετική έκφραση
Θεωρώντας τα δύο καροτσάκια ως ένα ενιαίο σύστημα, έχουμε:
Για να υπολογίσουμε τη δύναμη που δρα στο δεύτερο καλάθι, ας χρησιμοποιήσουμε ξανά τον 2ο Νόμο του Νεύτωνα για την εξίσωση του 2ου καλαθιού:
Εναλλακτική β: MF / (m + M)
