ნიუტონის მეორე კანონი: ფორმულა, მაგალითები და სავარჯიშოები

ნიუტონის მეორე კანონი ადგენს, რომ სხეულის მიერ შეძენილი აჩქარება პირდაპირპროპორციულია მასზე მოქმედი ძალების შედეგთან.

რადგან აჩქარება წარმოადგენს დროის ერთეულზე სიჩქარის ცვალებადობას, მე -2 კანონი მიუთითებს, რომ ძალები არიან აგენტები, რომლებიც წარმოქმნიან სხეულში სიჩქარის ცვალებადობებს.

მას ასევე უწოდებენ დინამიკის ფუნდამენტურ პრინციპს, ის ჩაფიქრებული იყო ისააკ ნიუტონის მიერ და ქმნის სხვა ორ კანონს (პირველი კანონი და მოქმედება და რეაქცია), კლასიკური მექანიკის საფუძვლებს.

ფორმულა

ჩვენ მათემატიკურად წარმოვადგენთ მეორე კანონს, როგორც:

სად

ძალა და აჩქარება არის ვექტორული სიდიდეები, ამიტომ ისინი გამოსახულია ისრით იმ ასოებზე, რომლებიც მათ მიუთითებს.

როგორც ვექტორული სიდიდეები, მათ სჭირდებათ, რომ სრულად განისაზღვროს, რიცხვითი მნიშვნელობა, საზომი ერთეული, მიმართულება და მიმართულება. აჩქარების მიმართულება და მიმართულება იგივე იქნება, რაც წმინდა ძალა.

მე -2 კანონში, ობიექტის მასა (მ) არის განტოლების პროპორციულობის მუდმივა და არის სხეულის ინერციის საზომი.

ამ გზით, თუ ერთნაირ ძალას მივმართავთ სხვადასხვა მასის ორ სხეულზე, მასში ყველაზე დიდი მასა განიცდის უფრო დაბალ აჩქარებას. აქედან გამომდინარე, ჩვენ დავასკვნათ, რომ უფრო დიდი მასის მქონე ადამიანი უფრო მეტად ეწინააღმდეგება სიჩქარის ცვლილებებს, ამიტომ მას აქვს უფრო დიდი ინერცია.

ძალა ტოლია მასაზე აჩქარებაზე

მაგალითი:

სხეული, რომლის მასა უდრის 15 კგ-ს, მოძრაობს 3 მ / წმ-ის ტოლი მოდულის აჩქარებით². რა ზომისაა სხეულზე მოქმედი წმინდა ძალა?

ძალის მოდული იპოვნება მე -2 კანონის შესაბამისად, ამიტომ ჩვენ გვაქვს:

ვ_რ = 15. 3 = 45 ნ

ნიუტონის სამი კანონი

ფიზიკოსი და მათემატიკოსი ისააკ ნიუტონი (1643-1727) ჩამოაყალიბა მექანიკის ძირითადი კანონები, სადაც იგი აღწერს მოძრაობებს და მათ მიზეზებს. სამი კანონი გამოქვეყნდა 1687 წელს, ნაშრომში "ბუნებრივი ფილოსოფიის მათემატიკური პრინციპები".

ნიუტონის პირველი კანონი

ნიუტონი ემყარებოდა იდეებს გალილეო ინერციის შესახებ პირველი კანონის ფორმულირებისთვის, მას ასევე უწოდებენ ინერციის კანონს და შეიძლება ითქვას:

ძალების არარსებობის შემთხვევაში, მოსვენებული სხეული მოსვენებულ მდგომარეობაში რჩება და მოძრავი სხეული მოძრაობს სწორი ხაზით, მუდმივი სიჩქარით.

მოკლედ, ნიუტონის პირველი კანონი მიუთითებს იმაზე, რომ ობიექტს არ შეუძლია მოძრაობის წამოწყება, შეჩერება ან მიმართულებით შეცვლა. იგი იღებს ძალის მოქმედებას, რათა შეიტანოს ცვლილებები დასვენების ან მოძრაობის მდგომარეობაში.

ნიუტონის მესამე კანონი

ნიუტონის მესამე კანონი ეს არის კანონი "მოქმედება და რეაქცია". ეს ნიშნავს, რომ ყოველი მოქმედებისათვის არსებობს იგივე ინტენსივობის, იგივე მიმართულების რეაქცია და საპირისპირო მიმართულებით. მოქმედების და რეაქციის პრინციპი აანალიზებს ორ სხეულს შორის მომხდარ ურთიერთქმედებას.

როდესაც სხეული განიცდის ძალის მოქმედებას, სხვა მიიღებს მის რეაქციას. რადგან მოქმედება-რეაქციის წყვილი ხდება სხვადასხვა სხეულში, ძალები არ აბალანსებენ.

შეიტყვეთ მეტი შემდეგზე:

• ნიუტონის სამი კანონი
• სიმძიმე
• რა არის ინერცია ფიზიკაში?
• ფიზიკის ფორმულები
• მოძრაობის რაოდენობა
• დახრილი სიბრტყე

გადაჭრილი სავარჯიშოები

1) UFRJ-2006

მასის მ ბლოკი იწევს და იწევს იდეალური მავთულის გამოყენებით. თავდაპირველად, ბლოკი იწევს მუდმივი ვერტიკალური აჩქარებით, ქვევით, მოდულის ა (ჰიპოთეზის მიხედვით, ნაკლებია სიმძიმის აჩქარების მოდულზე), როგორც ეს ნაჩვენებია ნახაზზე 1. შემდეგ, ბლოკი მოხსნილია მუდმივი ვერტიკალური აჩქარებით, ზემოთ, ასევე მოდულის ა, როგორც ეს ნაჩვენებია ნახაზზე 2. მოდით T იყოს ძაფის დაძაბულობა ქვევით მიმავალ გზაზე და T ’ნართის დაძაბულობა აწევაზე.

განსაზღვრეთ თანაფარდობა T ’/ T, როგორც a და g– ის ფუნქცია.

იხილეთ პასუხი

პირველ სიტუაციაში, როგორც ბლოკი იწევს, წონა უფრო დიდია ვიდრე წევა. ასე რომ, ჩვენ გვაქვს, რომ წმინდა ძალა იქნება: F_რ= P - T
მეორე სიტუაციაში, T '- ზე ასვლისას ეს წონაზე მეტი იქნება, ასე რომ: F_რ= T '- პ
ნიუტონის მე -2 კანონის გამოყენება და დამახსოვრება, რომ P = m.g, გვაქვს:


(2) დაყოფით (1) -ზე ვხვდებით მოთხოვნილ მიზეზს:

2) მაკენზი -2005 წ

4.0 კგ კორპუსის აწევა ხდება მავთულის საშუალებით, რომელიც მხარს უჭერს 50N მაქსიმალურ წევას. მიღებულია g = 10 მ / წმ², ყველაზე დიდი ვერტიკალური აჩქარება, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას სხეულზე, ამ მავთულის გავლით, არის:

ა) 2.5 მ / წმ²
ბ) 2.0 მ / წმ²
გ) 1.5 მ / წმ²
დ) 1.0 მ / წმ²
ე) 0,5 მ / წმ²

იხილეთ პასუხი

T - P = მ. a (სხეული აიწევს, ამიტომ T> P)
როგორც მაქსიმალური წევა არის 50 N და P = m. g = 4. 10 = 40 N, ყველაზე დიდი აჩქარება იქნება:

ალტერნატივა: 2.5 მ / წმ²

3) PUC / MG-2007

ნახატზე, ბლოკს A აქვს მასა m = 80 კგ და ბლოკი B, მასა m_ბ = 20 კგ. მავთულისა და ბოლქვის ხახუნები და ინერცია კვლავ უმნიშვნელოა და გათვალისწინებულია g = 10 მ / წმ.² .

B ბლოკის დაჩქარებასთან დაკავშირებით შეიძლება ითქვას, რომ ეს იქნება:

ა) 10 მ / წმ² ქვემოთ
ბ) 4,0 მ / წმ² მაღლა
გ) 4,0 მ / წმ² ქვემოთ
დ) 2.0 მ / წმ² ქვემოთ

იხილეთ პასუხი

B წონა არის ძალა, რომელიც პასუხისმგებელია ბლოკების გადაადგილებაზე. ბლოკების ერთიან სისტემად გათვალისწინება და ნიუტონის მე -2 კანონის გამოყენება:
პ_ბ = (მ + მ_ბ).

ალტერნატიული დ: 2.0 მ / წმ² ქვევით

4) Fatec-2006

შესაბამისად, 10 კგ და 20 კგ მასების A და B ბლოკები, რომლებსაც შეუერთდა უმნიშვნელო მასის ძაფი, ისვენებენ ჰორიზონტალურ სიბრტყეზე ხახუნის გარეშე. ძალა B, ბლოკზე გამოიყენება, ასევე ჰორიზონტალური, ინტენსივობის F = 60N, როგორც ნაჩვენებია ნახატზე.

მავთულის წევის ძალის მოდული, რომელიც უერთდება ორ ბლოკს, ნიუტონებში, მართებულია

ა) 60
ბ) 50
გ) 40
დ) 30
ე) 20

იხილეთ პასუხი

ორი ბლოკის ერთიან სისტემად ჩათვლით, გვაქვს: F = (მ + მ_ბ). a, მნიშვნელობების ჩანაცვლებით ვხვდებით აჩქარების მნიშვნელობას:

აჩქარების მნიშვნელობის ცოდნით, ჩვენ შეგვიძლია გამოვთვალოთ დაძაბულობის მნიშვნელობა მავთულზე, მოდით გამოვიყენოთ A ბლოკი ამისათვის:

T = მ .
T = 10. 2 = 20 ნ

ალტერნატივა e: 20 N

5) ITA-1996

სუპერმარკეტში შოპინგის დროს, სტუდენტი ორ ეტლს იყენებს. იგი უბიძგებს მასის m პირველს, ჰორიზონტალური F ძალით, რაც, თავის მხრივ, M მასის სხვას უბიძგებს ბრტყელ, ჰორიზონტალურ იატაკზე. თუ ურიკებსა და იატაკს შორის ხახუნის უგულებელყოფა შეიძლება ითქვას, რომ მეორე კალათაზე ძალა გამოიყენება:

ა) ვ
ბ) MF / (მ + მ)
გ) F (მ + მ) / მ
დ) F / 2
ე) სხვა განსხვავებული გამოთქმა

იხილეთ პასუხი

ორი ურიკის ერთ სისტემად გათვალისწინებით, ჩვენ გვაქვს:

მეორე კალათზე მოქმედი ძალის გამოსათვლელად, მოდით გამოვიყენოთ ნიუტონის მე -2 კანონი მე -2 კალათის განტოლებისთვის:

ალტერნატივა ბ: MF / (მ + მ)