Za rješavati vježbe na aplikacijama Newtonovi zakoni, kao u blokovskim sustavima, zanimljivo je slijediti nekoliko koraka:
1. Zapišite sve relevantne podatke iz izjave;
2. Provjerite nalaze li se jedinice u međunarodnom sustavu jedinica (metar, kilogram i sekunda);
3. Pažljivo povucite sve sile koje djeluju na tijela;
4. Pokušajte osjetiti u kojem se smjeru kreće tjelesni sustav i usvojite vaš smjer za pozitivan predznak sila. Sve snage koje su u ovom smjeru također će biti pozitivne. Kontra sile će biti negativne;
5. Izjednačite rezultantu sila svakog tijela za svaki smjer prostora prema proizvodu loše ili do 0, u slučaju kada se tijelo kreće konstantnom brzinom ili miruje;
6. Imajte na umu da se tijela koja se kreću zajedno, povezana kablovima, jedno preko drugog ili čak naslonjena jedno na drugo, međusobno podupiru i imaju isto ubrzanje;
7. Da bismo riješili sustav jednadžbi, moramo oduzeti jednu od druge, jer akcijski i reakcijski parovi imaju istu vrijednost i međusobno se poništavaju.
Ako pažljivo slijedite sve gornje korake, teško da ćete pogriješiti prilikom rješavanja vježbi po Newtonovim zakonima.
Vidi i ti: Pet stvari koje trebate znati o Newtonovim zakonima
Vježbe riješene Newtonovim zakonima
BILJEŠKA: Za sve primjere u nastavku usvojit ćemo gravitaciju od 10 m / s².
Pitanje 1
Dva bloka, THE i B, mase jednake 8 kg, odnosno 2 kg, predstavljene su na donjoj slici. Blokovi su spojeni nerastegljivim nizom i povučeni silom F modula jednakom 20 N. Odredite:
a) Ubrzanje sustava
b) Vučenje žice
Razlučivost:
1- Bilježenje podataka
Najvažniji podaci za vježbu su:
mThe = 2 kg;
mB = 8 kg;
| F | = 20 N.
2 - Provjera jedinica
Sve su jedinice međusobno kompatibilne i nalaze se u Međunarodnom sustavu jedinica;
3-izrada dijagrama sile
Sve snage djeluju na svaki blok. Moramo se sjetiti težine sile, normalne sile, napetosti na žici koja blok A djeluje na blok B i sile F koja se primjenjuje na blok B. Preostala nam je sljedeća shema:
Titl:
StrThe = Težina bloka A
StrB = Težina bloka B
NThe = Normalno za blok A
NB = Polje B Uobičajeno
F = Sila na sustav
Tb, = Vuča koju blok B radi na bloku A
T a, b = Vuča koju blok A radi na bloku B
4 -Usmjeravanje koordinatnog sustava
Blokovski sustav pomiče se udesno i stoga će sve sile usmjerene u tom smjeru imati pozitivan predznak. Sile usmjerene ulijevo imat će negativan predznak.
5 -Pronalaženje rezultirajućih sila
Prema znaku usvojenom u koraku 4, rezultirajuće sile, u smjeru x i y (vodoravno i okomito), za svaki blok bit će određene:
6 -tijela se kreću zajedno
Imajte na umu da se normalna sila i težina svakog bloka međusobno poništavaju, jer se blokovi ne pomiču u y (vertikalnom) smjeru, pa, N = P. Također, kako se blokovi zajedno kreću, imaju istu vrijednost ubrzanja.
7 - Rješavanje sustava jednadžbi
Da bismo riješili sustav jednadžbi, dodijelimo sustavu jednadžbi iz 5. koraka vrijednosti koje smo zapisali u 1. koraku. Ne zaboravite da težinu tijela daje m.g. (masa pomnožena s gravitacijom):
Vuča koju tijelo B čini na tijelu A i vuča koju tijelo A čini na tijelu B su par akcijski i reakcija, stoga, ako dodamo jednadžbe, ovi pojmovi (Ta, b i Tb,) mora biti otkazan. Čineći ovo, preostaju nam samo:
Da bi se odredila napetost pređe, nije važno izračunavamo li modul Ta, b ili iz Tb,, budući da su dvije sile par radnje i reakcije, stoga imaju isti modul:
Vuča koju vrši žica je 16 N.
Pogledajte i: Sedam najčešćih pogrešaka napravljenih u proučavanju fizike
Ne zaustavljaj se sada... Ima još toga nakon oglašavanja;)
pitanje 2
Dva bloka, THE i B, mase jednake 7 kg i 3 kg povezane su nerastegljivom žicom kao što je prikazano na donjoj slici. Izračunajte ubrzanje i napetost sustava na obje žice.
Rješenje:
1 - Bilježenje podataka
Relevantni podaci za vježbu su:
mThe = 7 kg
mB = 3 kg
g = 10 m / s²
2 - Provjera jedinica
Sve su jedinice međusobno kompatibilne i nalaze se u Međunarodnom sustavu jedinica.
3 - Izrada dijagrama sile
Nacrtajmo sve sile prisutne u blokovima. Pogledajte donju sliku:
Imajte na umu da, budući da tijelo B nije podržano na stolu, na njemu nema normalne sile.
4 - Usmjeravanje koordinatnog sustava
Blokovi se kreću u smjeru okomita. Blok A pomiče se u smjeru x udesno, pa će sve sile na tom bloku koje usmjeravaju udesno biti pozitivne. Blok B kreće se u okomitom smjeru prema dolje, pa će sve sile na ovom bloku koje usmjeravaju prema dolje biti pozitivne.
5 - Pronalaženje rezultirajućih sila
Sustav jednadžbi koje pružaju sile koje proizlaze iz blokova prikazan je u nastavku:
6 –tijela se kreću zajedno
Kako su tijela povezana žicom, ubrzanje je za oba jednako, pa koristimo samo The za dva tijela.
7 –Rješavanje sustava jednadžbi
Sjetite se parova radnji i reakcija: Ta, b i Tb, se poništavaju kad dodamo jednadžbe, pa nam preostaje:
Napokon, da bismo pronašli napetost u žici, možemo koristiti bilo koju jednadžbu koja uključuje napetosti:
Uz to nalazimo napetost u žici, koja je ekvivalentna 21 N.
Pogledajte više na: Vježbe snage vuče
pitanje 3
3. Dva bloka, A i B, prikazana na donjoj slici i mase jednake 2 kg odnosno 3 kg, dodirujući se, pomiču se djelovanjem sile od 15 N na blok A. Odrediti ubrzanje blokova i jačinu sile koju tijelo A stavlja na tijelo B.
Rješenje:
1 -bilježeći podatke
Relevantni podaci za vježbu su:
mThe = 2 kg
mB = 3 kg
| F | = 15 N
2 - Provjera jedinica
Sve prikazane jedinice su u Međunarodnom sustavu jedinica i međusobno su kompatibilne.
3 - Izrada dijagrama sile
Predstavimo sve sile koje djeluju na blokovski sustav:
Titl:
StrThe = Težina bloka A
StrB = Težina bloka B
NThe = Normalno za blok A
NB = Polje B Uobičajeno
F = Sila na blok sustav
Fb, = Sila koju čini blok B u bloku A
F a, b = Sila koju čini blok A u bloku B
4 -Usmjeravanje koordinatnog sustava
Dva bloka kreću se samo u vodoravnom smjeru, a smjer kretanja je udesno. Stoga će se sve sile koje upućuju u ovom smjeru uzeti kao pozitivne.
5 –Pronalaženje rezultirajućih sila
Rezultirajuće sile na blokove A i B mogu se zapisati prema orijentaciji točke 5:
6 – tijela se kreću zajedno
Tijela se kreću zajedno jer su pritisnuta jedno o drugo. Dakle, ubrzanje The isto je za dva bloka.
7 – Rješavanje sustava jednadžbi
Da bismo riješili sustav jednadžbi, moramo se sjetiti da je Fa, b i Fb, oni su akcijski i reakcijski par i međusobno se poništavaju kad dodamo rezultirajuće sile A i B, pa:
Uz gornju rezoluciju sustava, nalazimo da bi ubrzanje trebalo biti 3 m / s². Koristeći bilo koju rezultirajuću silu pronađenu u koraku 5, možemo odrediti silu koju A djeluje na B ili onu B na A. Te sile moraju imati vrijednost jednaku 9 N.
Napisao Rafael Hellerbrock
Diplomirao fiziku
