Kell Newtoni seadused koosneb kolmest klassikalise mehaanika seadusest: inertsiseadusest, dünaamika põhiseadusest ning tegevuse ja reageerimise seadusest.
Pange oma teadmised proovile 8 küsimust allpool ja ärge kasutage võimalust selgitada oma kahtlusi, järgides tagasisidet järgivaid resolutsioone.
küsimus 1
Seostage Newtoni kolm seadust nende vastavate avaldustega.
- Newtoni 1. seadus
- Newtoni teine seadus
- Newtoni kolmas seadus
Määrab, et netojõud on võrdne keha massi ja kiirenduse korrutisega.
Selles öeldakse, et igale tegevusele toimub sama intensiivsusega, sama suuna ja vastupidise reaktsioon.
Näitab, et keha kipub jääma puhkeseisundisse või ühtlase sirgjoonelise liikumiseni, välja arvatud juhul, kui sellele mõjub tulenev jõud.
Õige vastus: (2); (3) ja (1).
inertsiseadus (Newtoni esimene seadus): näitab, et keha kipub jääma puhkeseisundisse või ühtlase sirgjoonelise liikumiseni, välja arvatud juhul, kui sellele mõjuv jõud hakkab mõjuma.
Dünaamika põhiseadus (Newtoni teine seadus): määrab, et saadud jõud on võrdne keha massi ja kiirenduse korrutisega.
tegevuse ja reaktsiooni seadus (Newtoni kolmas seadus): väidab, et igale tegevusele toimub sama intensiivsusega, sama suuna ja vastupidise suunaga reaktsioon.
2. küsimus
(UFRGS - 2017) Massikehale m rakendatakse jõudu 20 N. Keha liigub sirgjooneliselt kiirusega, mis suureneb iga 2 s järel 10 m / s. Mis on massi m väärtus kilogrammides?
a) 5.
b) 4.
c) 3.
d) 2.
e) 1.
Õige alternatiiv: b) 4.
Massiväärtuse leidmiseks rakendame Newtoni teist seadust. Selleks peame kõigepealt arvutama kiirenduse väärtuse.
Kuna kiirendus on võrdne kiiruse varieerumise väärtusega jagatud ajaintervalliga, on meil:
Leitud väärtuste asendamine:
Seetõttu on kehamass 4 kg.
3. küsimus
(UERJ - 2013) Puitplokk on maapinna suhtes tasakaalustatud 45º kaldtasandil. Tugevus, mida plokk rakendab kaldpinnaga risti, on võrdne 2,0 N-ga.
Ploki ja kaldtasandi vahel on hõõrdejõu intensiivsus njuutonites võrdne:
a) 0,7
b) 1,0
c) 1.4
d) 2,0
Õige alternatiiv: d) 2.0.
Alloleval diagrammil kujutame probleemis välja pakutud olukorda ja plokis toimivaid jõude:
Kuna plokk on kaldtasandil tasakaalus, on nii x- kui ka y-telje netojõud võrdne nulliga.
Seega on meil järgmised võrdsused:
fhõõrdumine = P. sen 45.
N = P. cos 45.
Kui N on võrdne 2 N ja sin 45 ° on võrdne cos 45 °, siis:
fhõõrdumine = N = 2 njuutonit
Seetõttu on ploki ja kaldtasandi vahel hõõrdejõu intensiivsus 2,0 N.
Vaadake ka:
kaldus lennuk
Hõõrdejõud
4. küsimus
(UFRGS - 2018) Tõmbejõud on sportlik tegevus, mille käigus kaks meeskonda, A ja B, tõmbavad nööri vastassuunas, nagu on näidatud alloleval joonisel.
Oletame, et trossi tõmbab meeskond A horisontaalse jõuga moodul 780 N ja meeskond B horisontaalse jõuga modulo 720 N. Teatud hetkel puruneb köis. Kontrollige alternatiivi, mis täidab allolevas avaldises õigesti tühjad kohad nende ilmumise järjekorras.
Nööri netojõu moodul vahetult enne katkestust on mooduliga 60 N ja osutab ________. Võistkondade A ja B kiirenduste moodulid on kohe pärast trossi purunemist vastavalt ________, eeldades, et iga võistkonna mass on 300 kg.
a) vasakule - 2,5 m / s2 ja 2,5 m / s2
b) vasakule - 2,6 m / s2 ja 2,4 m / s2
c) vasakule - 2,4 m / s2 ja 2,6 m / s2
d) paremal - 2,6 m / s2 ja 2,4 m / s2
e) paremal - 2,4 m / s2 ja 2,6 m / s2
Õige alternatiiv: b) vasakule - 2,6 m / s2 ja 2,4 m / s2.
Saadud jõud osutab suurima jõu suunale, milleks on antud juhul A-meeskonna avaldatud jõud. Seetõttu on selle suund vasakule.
Kohe pärast stringi klõpsatamist saame arvutada iga meeskonna poolt Newtoni teise seaduse kaudu omandatud kiirenduse suuruse. Nii et meil on:
Seetõttu on õigesti täidetud tühikutega tekst:
Nööril tekkiva jõu vahetult enne purunemist moodul on mooduliga 60 N ja osutab vasakule. Võistkondade A ja B kiirenduste moodulid, kohe pärast köie purunemist, on vastavalt: 2,6 m / s2 ja 2,4 m / s2, eeldades, et iga võistkonna mass on 300 kg.
Vaadake ka: Newtoni seadused
5. küsimus
(Enem - 2017) Kahe auto laupkokkupõrkes võib turvavöö juhi rinnale ja kõhule avaldatav jõud siseorganeid tõsiselt kahjustada. Oma toote ohutust silmas pidades viis autotootja testid läbi viie erineva rihmamudeliga. Katsed simuleerisid 0,30-sekundilist kokkupõrget ja sõitjaid esindavad nukud olid varustatud kiirendusmõõturitega. See varustus registreerib nuku aeglustuse mooduli aja funktsioonina. Sellised parameetrid nagu nuku mass, vöö mõõtmed ja kiirus vahetult enne ja pärast lööki olid kõigi katsete puhul samad. Saadud lõpptulemus on aja kiirenduse graafikus.
Milline vöömudel pakub juhile kõige madalamat sisevigastuste ohtu?
kuni 1
b) 2
c) 3
d) 4
e) 5
Õige alternatiiv: b) 2.
Probleem ütleb meile, et turvavöö avaldatav jõud võib laupkokkupõrgetes põhjustada tõsiseid vigastusi.
Seetõttu peame esitatavate mudelite hulgas ja samadel tingimustel tuvastama mudeli, mis avaldab reisijale vähem intensiivset jõudu.
Newtoni teise seaduse kohaselt on saadud jõud võrdne massi ja kiirenduse korrutisega:
FR = m. The
Kuna katse viidi läbi sama massiga nukkudega, tekib väikseim reisijale avalduv jõud siis, kui ka maksimaalne kiirendus on väiksem.
Graafikut jälgides tuvastame, et selline olukord tekib vöös 2.
Vaadake ka: Newtoni teine seadus
küsimus 6
(PUC / SP - 2018) Kuupmeetrine, massiivne ja homogeenne objekt, mille mass on 1500 g, on tasasel ja horisontaalsel pinnal puhkeasendis. Staatilise hõõrdetegur objekti ja pinna vahel on võrdne 0,40. Jõud F, pinnale horisontaalselt, kantakse üle selle objekti massikeskme.
Milline graafik kujutab kõige paremini staatilise hõõrdejõu F intensiivsusthõõrdumine rakendatud jõu intensiivsuse F funktsioonina? Vaatleme SI üksustes osalevaid jõude.
Õige alternatiiv: c.
Probleemi pakutud olukorras on keha puhkeasendis, seega on selle kiirendus võrdne 0-ga. Arvestades Newtoni teist seadust (FR = m. a), siis on ka netojõud võrdne nulliga.
Nagu probleemis kirjeldatud, mõjub kehale jõud F ja hõõrdejõud. Lisaks on meil ka raskusjõu ja normaaljõu toime.
Alloleval joonisel esitame nende jõudude skeemi:
Kui keha jääb puhkeasendisse, on horisontaalteljel järgmine olukord:
FR = F - Fhõõrdumine = 0 ⇒ F = Fhõõrdumine
See tingimus kehtib seni, kuni jõu F väärtus saavutab maksimaalse hõõrdejõu intensiivsuse.
Maksimaalne hõõrdejõud leitakse valemi kaudu:
Eespool toodud joonise põhjal märkame, et normaaljõu väärtus on võrdne raskuse jõu intensiivsusega, kuna keha on vertikaalteljel puhkeasendis. Siis:
N = P = m. g
Enne väärtuste asendamist peame muutma massi väärtuse rahvusvaheliseks süsteemiks, st 1500 g = 1,5 kg.
N = 1,5. 10 = 15 N
Seega on F väärtushõõrdemaks leitakse järgmiselt:
Fhõõrdemaks= 0,4. 15 = 6 N
Seetõttu on Fhõõrdumine kehal võrdub jõuga F, kuni see jõuab väärtuseni 6N, kui keha jääb liikumise piirile.
7. küsimus
(Enem - 2016) Leiutis, mis tähendas antiikajal suurt tehnoloogilist arengut, komposiitrihmaratta või rihmarataste ühendamist, on omistatud Archimedesele (287 a. Ç. kuni 212 a. Ç.). Aparaat seisneb liikuvate rihmarataste seondamises fikseeritud rihmarattaga. Joonis illustreerib selle seadme võimalikku paigutust. On teada, et Archimedes oleks näidanud kuningas Hieramile selle aparaadi veel ühte seadet, liikudes üksi, üle liiv rannas, laev täis reisijaid ja kaupa, mis oleks ilma paljude osaluseta võimatu mehed. Oletame, et laeva mass oli 3000 kg, staatilise hõõrdetegur laeva ja liiva vahel oli 0,8 ning et Archimedes tõmbas laeva jõuga , paralleelne liikumissuunaga ja mooduliga 400 N. Mõelge ideaalsetele juhtmetele ja rihmaratastele, raskuskiirendus võrdub 10 m / s2 ja et ranna pind on täiesti horisontaalne.
Archimedes kasutas selles olukorras minimaalselt liikuvaid rihmarattaid
a) 3.
b) 6.
c) 7.
d) 8.
e) 10.
Õige alternatiiv: b) 6.
Paadile mõjuvad jõud on toodud alloleval skeemil:
Diagrammilt märkame, et paat puhkeseisundist väljumiseks nõuab veojõu T suuremat staatilist hõõrdejõudu. Selle jõu väärtuse arvutamiseks kasutame valemit:
Selles olukorras on kaalumoodul võrdne normaaljõu mooduliga, meil on:
Teavitatud väärtuste asendamiseks on meil:
Fhõõrdumine max = 0,8. 3000. 10 = 24 000 N
Me teame, et Archimedese avaldatud jõud F oli võrdne 400 N-ga, seega tuleb see jõud korrutada kindla teguriga, nii et selle tulemus oleks suurem kui 2400 N.
Iga kasutatav liikuv rihmaratas kahekordistab jõu väärtuse, st tehes jõuga F, on veojõud (jõud, mis paati tõmbab) võrdne 2F-ga.
Kasutades probleemandmeid, on meil järgmine olukord:
- 1 rihmaratas → 400. 2 = 400. 21 = 800 N
- 2 rihmaratta → 400. 2. 2 = 400. 2 2 = 1600 N
- 3 rihmaratta → 400. 2. 2. 2 = 400. 23 = 3200 N
- n rihmarattad → 400. 2ei > 24 000 N (puhkusest väljumiseks)
Seega peame teadma n väärtust, nii et:
Me teame, et 25 = 32 ja see 26 = 64, kuna soovime leida minimaalse arvu liikuvaid rihmarattaid, siis on 6 rihmaratta abil võimalik paati liigutada.
Seetõttu oli Archimedese antud olukorras minimaalne liikuvate rihmarataste arv 6.
8. küsimus
(UERJ - 2018) Katse käigus ühendatakse plokid I ja II, massiga vastavalt 10 kg ja 6 kg, ideaalse traadiga. Esmalt rakendatakse plokile I tugevuse F tugevus 64 N, tekitades traadil pinge T.THE. Seejärel rakendatakse plokile II sama intensiivsusega F jõudu, tekitades veojõu TB. Vaadake skeeme:
Jättes arvestamata plokkide ja pinna S vahelise hõõrdumise, traktsioonide suhte tähistab:
Õige alternatiiv: .
Rakendades Newtoni teist seadust ning tegevuse ja reaktsiooni seadust (Newtoni kolmas seadus), võime süsteemid kirjutada igaks olukorraks:
1. olukord
2. olukord
Pange tähele, et mõlemas olukorras on kiirenduse väärtus sama, kuna jõud F on võrdne ja massid jäävad samaks.
Väärtuste asendamine ja kiirenduse arvutamine on meil:
Teades kiirenduse väärtust, saame arvutada traktorite väärtused:
TTHE = mII. The
TTHE = 6. 4 = 24 N
TB = mMina . The
TB = 10. 4 = 40 N
Tõmbete vahelise suhte arvutamisel leiame:
Seetõttu vastab tõmbamiste suhe .
Lisateabe saamiseks vaadake ka:
- Newtoni kolmas seadus
- tugevuskaal
- Normaalne jõud
