Η μεγαλύτερη δυσκολία για τους μαθητές φυσικής γυμνασίου σχετίζεται με την επίλυση προβλημάτων, στα πιο διαφορετικά μέτωπα της πειθαρχίας.
Θα παρουσιάσω εδώ τη λύση μιας άσκησης αλληλεπίδρασης μεταξύ μπλοκ, που σχετίζεται με την εφαρμογή των Νόμων του Νεύτωνα.
Παράδειγμα 1) (UF-PE) Το παρακάτω σχήμα δείχνει τρία τεμάχια μάζας mA = 1,0 kg, mB = 2,0 kg και mc = 3,0 kg. Τα μπλοκ κινούνται μαζί υπό τη δράση μίας σταθερής οριζόντιας δύναμης F του συντελεστή 4.2 Ν.
Παρά την τριβή, ποιο είναι το μέγεθος της καθαρής δύναμης στο μπλοκ Β;
α) 1,0 Ν
β) 1,4 Β
γ) 1,8 Β
δ) 2,2 Β
ε) 2,6 Β
Λύση.
Πρώτα πρέπει να γνωρίζουμε ότι F = m.a (ο δεύτερος νόμος του Νεύτωνα). Πρέπει επίσης να γνωρίζουμε ότι τα τρία σώματα κινούνται με την ίδια επιτάχυνση και ότι αυτή η επιτάχυνση έχει την ίδια κατεύθυνση και κατεύθυνση με τη δύναμη F.
Έτσι μπορούμε να υπολογίσουμε την επιτάχυνση των μπλοκ από το απομονωμένο σύστημα σώματος (SCI)
Στο παρακάτω σχήμα αντιπροσωπεύουμε τις δυνάμεις που δρουν στα Α, Β και Γ
Όπου F είναι η εφαρμοζόμενη δύναμη.
φάο στο πρώτο μπλοκ είναι η αντίδραση του σι σε ο λόγω του F.
Το Fa στο δεύτερο μπλοκ είναι η δράση του ο σε σι λόγω του F
Το Fc στο δεύτερο μπλοκ είναι η αντίδραση του ντο σε σι λόγω του F
Fc στο τρίτο μπλοκ είναι η δράση του de σι σε ντο λόγω του F
το n είναι η κανονική δύναμη και το p είναι η δύναμη βάρους στις τρεις περιπτώσεις
Απλοποιώντας τα βάρη με τις κανονικές δυνάμεις αντίδρασης σε κάθε περίπτωση πρέπει:
Ως F = 4,2 N, έχουμε:
4.2 = (1.0 + 2.0 + 3.0) .α
a = 4.2 / 6
a = 0,7 m / s2
Μόλις βρεθεί η επιτάχυνση, πρέπει να βρούμε την προκύπτουσα τιμή στο B.
Το προκύπτον στο Β είναι: Fσι = ΣΤΟ - ΣΤΝΤΟ
Αφαιρώντας τις εξισώσεις B και C έχουμε:
φάΟ = (μσι + μΝΤΟ). ο
φάΟ = (2,0 + 3,0). 0,7
φάΟ = 5,0. 0,7
φάΟ = 3,5 Ν
Εύρεση της τιμής FΝΤΟ
φάΝΤΟ = μΝΤΟ. ο
φάΝΤΟ = 3,0. 0,7
φάΝΤΟ = 2,1 Β
Ετσι:
φάσι = 3,5 – 2,1
φάσι = 1,4 Β
Στη συνέχεια συμπεραίνουμε ότι η καθαρή δύναμη στο Β είναι ίση με 1,4 Ν.
Από τον Kléber Cavalcante
Αποφοίτησε στη Φυσική
Σχολική ομάδα της Βραζιλίας
Μηχανική - Η φυσικη - Σχολείο της Βραζιλίας
Πηγή: Σχολείο της Βραζιλίας - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/aplicacao-das-leis-newton.htm
