Sillä ratkaista tehtäviä Newtonin lait, kuten lohkojärjestelmissä, on mielenkiintoista seurata muutama vaihe:
1. Kirjoita kaikki asiaankuuluvat tiedot lauseesta;
2. Tarkista, ovatko yksiköt kansainvälisessä mittayksikköjärjestelmässä (metri, kilogramma ja sekunti);
3. Vedä kaikki kehoihin vaikuttavat voimat varovasti;
4. Yritä aistia mihin suuntaan kehojärjestelmä liikkuu ja hyväksy suuntaasi voimien positiiviselle merkille. Kaikki tässä suunnassa olevat voimat ovat myös positiivisia. Vastavoimat ovat negatiivisia;
5. Tasaa kunkin kehon voimien tulo kullekin avaruuden suunnalle tuotteeseen huono tai 0: een, jos keho liikkuu vakionopeudella tai on levossa;
6. Muista, että rungot, jotka liikkuvat toisiinsa, kytkettyinä kaapeleilla, päällekkäin tai jopa nojaten toisiaan vasten, ovat toisiaan tukevia ja siksi niiden kiihtyvyys on sama;
7. Yhtälöjärjestelmän ratkaisemiseksi meidän on vähennettävä yksi toisesta, koska toiminta- ja reaktiopareilla on sama arvo ja ne perääntävät toisensa.
Jos seuraat huolellisesti kaikkia yllä olevia vaiheita, tuskin teet virheitä ratkaistessasi harjoituksia Newtonin laeille.
Katso myös: Viisi asiaa, jotka sinun on tiedettävä Newtonin laeista
Newtonin lait ratkaisivat harjoituksia
MERKINTÄ: Kaikissa alla olevissa esimerkeissä painovoima on 10 m / s².
Kysymys 1
Kaksi korttelia, THE ja B, joiden massa on vastaavasti 8 kg ja 2 kg, on esitetty alla olevassa kuvassa. Lohkot liitetään venymättömällä narulla ja vedetään voimalla F, jonka moduuli on 20 N. Määritä:
a) Järjestelmän kiihtyvyys
b) Langanveto
Resoluutio:
1 - Tietojen merkitseminen
Tärkeimmät harjoituksen tiedot ovat:
m = 2 kg;
mB = 8 kg;
| F | = 20 N.
2 - Yksiköiden tarkistus
Kaikki yksiköt ovat yhteensopivia keskenään ja kuuluvat kansainväliseen yksikköjärjestelmään;
3-tekemällä voimakaavio
Kuumennettaessa kaikki kuhunkin lohkoon vaikuttavat voimat. Meidän on muistettava voiman paino, normaali voima, johtimen jännitys, jota lohko A kohdistaa lohkoon B, ja voima F, joka kohdistuu lohkoon B. Meille jää seuraava järjestelmä:
Alaotsikko:
P = Lohkon A paino
PB = Lohkon B paino
N = Lohkon A normaali
NB = Lohko B Normaali
F = Pakota järjestelmään
Tb, = Veto, jonka lohko B tekee lohkoon A
T a, b = Veto, jonka lohko A tekee lohkolle B
4 -Koordinaattijärjestelmän suuntaaminen
Lohkojärjestelmä liikkuu oikealle ja siksi kaikilla siihen suuntaan osoittavilla voimilla on positiivinen merkki. Vasemmalle osoittavilla voimilla on negatiivinen merkki.
5 -Tuloksena olevien voimien löytäminen
Vaiheessa 4 hyväksytyn merkin mukaan tuloksena olevat voimat x- ja y-suunnissa (vaaka- ja pystysuora) kullekin lohkolle määritetään seuraavasti:
6 -elimet liikkuvat yhdessä
Huomaa, että jokaisen lohkon normaali voima ja paino estävät toisiaan, koska lohkot eivät liiku y (pystysuoraan) suuntaan, joten N = P. Lisäksi, kun lohkot liikkuvat yhdessä, niillä on sama kiihtyvyysarvo.
7 - Yhtälöjärjestelmän ratkaiseminen
Ratkaistaksemme yhtälöjärjestelmän, määritetään vaiheessa 5 löydetylle yhtälöjärjestelmälle arvot, jotka kirjoitimme muistiin vaiheessa 1. Muista, että ruumiin paino ilmoitetaan mm (massa kertaa painovoima):
Kehon B vetovoima kehoon A ja vetovoima, jonka keho A tekee kehoon B, ovat pari toiminta ja reaktio, joten jos lisätään yhtälöt, nämä termit (Ta, b ja Tb,) on peruutettava. Näin tekemällä meille jää vain:
Lankan kireyden määrittämiseksi ei ole väliä, lasketaanko T-moduulia, b tai T: ltäb,, koska nämä kaksi voimaa ovat pari toimintaa ja reaktiota, siis niillä on sama moduuli:
Langan pito on 16 N.
Katso myös: Seitsemän yleisintä fysiikan tutkimuksessa tehtyä virhettä
Älä lopeta nyt... Mainonnan jälkeen on enemmän;)
kysymys 2
Kaksi korttelia, THE ja B, joiden massa on yhtä suuri kuin 7 kg ja 3 kg, on kytketty venyttämättömällä langalla alla olevan kuvan mukaisesti. Laske järjestelmän kiihtyvyys ja kireys molemmissa johtimissa.
Resoluutio:
1 - Tietojen merkitseminen
Harjoituksen kannalta merkitykselliset tiedot ovat:
m = 7 kg
mB = 3 kg
g = 10 m / s2
2 - Yksiköiden tarkistus
Kaikki yksiköt ovat yhteensopivia keskenään ja kuuluvat kansainväliseen yksikköjärjestelmään.
3 - Voimakaavion tekeminen
Piirretään kaikki lohkoissa esiintyvät voimat. Katso alla olevaa kuvaa:
Huomaa, että koska runkoa B ei tueta pöydällä, siihen ei ole normaalia voimaa.
4 - Koordinaattijärjestelmän suuntaaminen
Lohkot liikkuvat suuntiin kohtisuorassa. Lohko A liikkuu x-suunnassa oikealle, joten kaikki sen oikealle osoittavan lohkon voimat ovat positiivisia. Lohko B liikkuu pystysuunnassa alaspäin, joten kaikki tämän lohkon alaspäin osoittavat voimat ovat positiivisia.
5 - Tuloksena olevien voimien löytäminen
Lohkojen aiheuttamien voimien tuottama yhtälöjärjestelmä on esitetty alla:
6 –elimet liikkuvat yhdessä
Koska kappaleet on kytketty johdolla, kiihtyvyys on sama molemmille, joten käytämme vain kahdelle ruumiille.
7 –Yhtälöjärjestelmän ratkaiseminen
Muista toiminta- ja reaktioparit: Ta, b ja Tb, perutaan, kun lisätään yhtälöt, joten meille jää:
Lopuksi, jotta löydämme langan jännityksen, voimme käyttää mitä tahansa yhtälöitä, joihin liittyy jännitteitä:
Tällöin löydämme langan jännityksen, joka vastaa 21 N.
Näe lisää: Vetovoiman harjoitukset
kysymys 3
3. Kaksi lohkoa, A ja B, jotka on esitetty alla olevassa kuvassa ja joiden massa on vastaavasti 2 kg ja 3 kg ja jotka koskettavat toisiaan, liikutetaan lohkon A 15 N voimalla. Määritä lohkojen kiihtyvyys ja voiman voima, jonka keho A antaa keholle B.
Resoluutio:
1 -merkitsemällä tiedot
Harjoituksen kannalta merkitykselliset tiedot ovat:
m = 2 kg
mB = 3 kg
| F | = 15 N
2 - Yksiköiden tarkistus
Kaikki esitetyt yksiköt ovat kansainvälisessä mittayksikköjärjestelmässä ja ovat yhteensopivia keskenään.
3 - Voimakaavion tekeminen
Edustetaan kaikkia lohkojärjestelmään vaikuttavia voimia:
Alaotsikko:
P = Lohkon A paino
PB = Lohkon B paino
N = Lohkon A normaali
NB = Lohko B Normaali
F = Pakota lohkojärjestelmään
Fb, = Voima, jonka lohko B tekee lohkossa A
F a, b = Voima, jonka lohko A tekee lohkossa B
4 -Koordinaattijärjestelmän suuntaaminen
Nämä kaksi lohkoa liikkuvat vain vaakasuunnassa, ja liikesuunta on oikealla. Siksi kaikkia voimia, jotka osoittavat tähän suuntaan, pidetään positiivisina.
5 –Tuloksena olevien voimien löytäminen
Lohkoihin A ja B saadut voimat voidaan kirjoittaa kohdan 5 suunnan mukaan:
6 – elimet liikkuvat yhdessä
Elimet liikkuvat yhdessä, koska ne ovat painettu toisiaan vastaan. Siten kiihtyvyys se on sama kahdelle lohkolle.
7 – Yhtälöjärjestelmän ratkaiseminen
Yhtälöjärjestelmän ratkaisemiseksi on muistettava, että Fa, b ja Fb, ne ovat toiminta- ja reaktiopari ja peruuttavat toisensa, kun lisätään tuloksena olevat A: n ja B: n voimat, joten:
Yllä olevalla järjestelmän resoluutiolla havaitaan, että kiihtyvyyden tulisi olla 3 m / s². Käyttämällä mitä tahansa vaiheessa 5 löydettyjä voimia voimme määrittää voiman, jonka A tekee B: lle tai B: n A: lle. Näiden voimien arvon on oltava 9 N.
Kirjailija: Rafael Hellerbrock
Valmistunut fysiikasta
