ニュートンの法則に関する演習を解決する方法は?

にとって のアプリケーションに関する演習を解決する ニュートンの法則、ブロックシステムの場合と同様に、いくつかの手順に従うのは興味深いことです。

1. ステートメントからすべての関連データを書き留めます。

2. 単位が国際単位系(メートル、キログラム、秒)にあるかどうかを確認します。

3. 体に作用するすべての力を注意深く引きます。

4. 体のシステムがどちらの方向に動いているかを感知し、力の正の兆候にあなたの方向を採用するようにしてください。 この方向にあるすべての力も正になります。 反力は負になります。

5. 空間の各方向の各ボディの力の合力を積に等しくします 悪い または、物体が一定の速度で移動している場合、または静止している場合は、0になります。

6. 一緒に動く、ケーブルで接続されている、または互いに寄りかかっている物体は相互に支え合っているため、同じ加速度を持っていることを忘れないでください。

7. 連立方程式を解くには、アクションとリアクションのペアが同じ値を持ち、互いに打ち消し合うため、一方を他方から減算する必要があります。

上記のすべての手順を注意深く実行すれば、ニュートンの法則の演習を解くときに間違いを犯すことはほとんどありません。

も参照してください: ニュートンの法則について知っておくべき5つのこと

ニュートンの法則で解かれた演習

注意: 以下のすべての例では、重力を10m /s²として採用します。

質問1

2つのブロック、 THE そして B、それぞれ8kgと2kgに等しい質量は、次の図に示されています。 ブロックは伸長不可能なストリングによって結合され、20Nに等しい弾性率の力Fによって引っ張られます。 決定:

a)システムアクセラレーション

b)ワイヤープル

解決:

1-データに注釈を付ける

演習に最も関連するデータは次のとおりです。

mザ・ = 2 kg;

mB = 8 kg;

| F | = 20N。

2-ユニットの確認

すべてのユニットは相互に互換性があり、国際単位系にあります。

3-力の図を作成する

各ブロックに作用するすべての力を脱水します。 ブロックAがブロックBに及ぼす力の重さ、垂直力、ワイヤーの張力、およびブロックBに加えられる力Fを覚えておく必要があります。 次のスキームが残っています。

字幕:

Pザ・ =ブロックAの重量

PB =ブロックBの重量

Nザ・ =ブロックAの法線

NB =ブロックB法線

F =システムに強制する

Tb、 =ブロックBがブロックAで行うトラクション

T a、b =ブロックAがブロックBに対して行うトラクション

4 -座標系の方向付け

ブロックシステムは右に移動するため、その方向を指すすべての力は正の符号を持ちます。 左を指す力は負の符号を持ちます。

5 -結果として生じる力を見つける

手順4で採用した符号に従って、各ブロックのx方向とy方向(水平方向と垂直方向)に生じる力は、次のように決定されます。

6 -体は一緒に動く

ブロックはy(垂直)方向に移動しないため、各ブロックの法線力と重量は互いに打ち消し合うことに注意してください。 N = P。 また、ブロックが一緒に移動すると、それらの加速度値は同じになります。

7 –連立方程式を解く

連立方程式を解くために、ステップ5で見つけた連立方程式に、ステップ1で書き留めた値を割り当てましょう。 体の重さはによって与えられることを忘れないでください m.g (質量×重力):

ボディBがボディAに対して行うトラクションと、ボディAがボディBに対して行うトラクションは、 アクション そして 反応したがって、方程式を追加すると、これらの項(Ta、b およびTb、)キャンセルする必要があります。 これを行うことにより、次のことが残ります。

糸の張力を決定するために、Tの弾性率を計算するかどうかは重要ではありませんa、b またはTからb、、2つの力は作用と反作用のペアであるため、同じモジュールを持ちます。

ワイヤーによって及ぼされる牽引力は 16 N.

も参照してください: 物理学の研究で犯された7つの最も一般的な間違い

質問2

2つのブロック、 THE そして B、7kgと3kgに等しい質量は、下の図に示すように、伸びないワイヤーで接続されています。 両方のワイヤーのシステム加速度と張力を計算します。

解決:

1 –データに注釈を付ける

その年の関連データは次のとおりです。

mザ・ = 7 kg

mB = 3 kg

g = 10m /s²

2 –ユニットの確認

すべてのユニットは相互に互換性があり、国際単位系に含まれています。

3 –力の図を作成する

ブロックに存在するすべての力を描きましょう。 下の図を見てください。

ボディBはテーブルでサポートされていないため、垂直抗力がないことに注意してください。

4 –座標系の方向付け

ブロックは方向に移動します 垂直. ブロックAはx方向に右に移動するため、右を指すそのブロックにかかるすべての力は正になります。 ブロックBは垂直方向に下向きに移動するため、このブロックに下向きの力はすべて正になります。

5 –結果として生じる力を見つける

ブロックから生じる力によって提供される連立方程式を以下に示します。

6 –体は一緒に動く

本体はワイヤーで接続されているため、加速度はどちらも同じなので、 ザ・ 二体のために。

7 –連立方程式を解く

アクションとリアクションのペアを覚えておいてください:Ta、b およびTb、 方程式を追加するとキャンセルされるため、次のようになります。

最後に、ワイヤーの張力を見つけるために、張力を含む任意の方程式を使用できます。

これで、21Nに相当するワイヤーの張力がわかります。

詳細については、以下をご覧ください。 トラクションストレングスエクササイズ

質問3

3. 下の図に示され、質量がそれぞれ2kgと3kgの2つのブロックAとBが互いに接触している場合、ブロックAに15Nの力が作用して移動します。 ブロックの加速度と、ボディAがボディBに加える力の強さを決定します。

解決:

1 -データに注釈を付ける

その年の関連データは次のとおりです。

mザ・ = 2 kg

mB = 3 kg

| F | = 15 N

2-ユニットの確認

示されているすべての単位は国際単位系にあり、相互に互換性があります。

3 –力の図を作成する

ブロックシステムに作用するすべての力を表してみましょう。

字幕:

Pザ・ =ブロックAの重量

PB =ブロックBの重量

Nザ・ =ブロックAの法線

NB =ブロックB法線

F =ブロックシステムに力を加える

Fb、 =ブロックBがブロックAで行う強制

F a、b =ブロックAがブロックBで行うことを強制します

4 -座標系の方向付け

2つのブロックは水平方向にのみ移動し、移動方向は右になります。 したがって、この方向を指すすべての力は正と見なされます。

5 –結果として生じる力を見つける

ブロックAとBに生じる力は、項目5の方向に従って記述できます。

6 – 体は一緒に動く

ボディは互いに押し付けられているため、一緒に移動します。 したがって、加速 ザ・ 2つのブロックで同じです。

7 – 連立方程式を解く

連立方程式を解くには、Fを覚えておく必要があります。a、b およびFb、 それらはアクションとリアクションのペアであり、AとBの結果として生じる力を追加すると、互いに打ち消し合うため、次のようになります。

上記のシステム解像度では、加速度は3m /s²である必要があります。 手順5で見つかった結果の力のいずれかを使用して、AがBに加える力、またはBがAに加える力を決定できます。 これらの力は9Nに等しい値でなければなりません。


RafaelHellerbrock著
物理学を卒業

ソース: ブラジルの学校- https://brasilescola.uol.com.br/fisica/como-resolver-exercicios-sobre-as-leis-newton.htm

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