Antrasis Niutono dėsnis nustato, kad kūno įgytas pagreitis yra tiesiogiai proporcingas jį veikiančių jėgų rezultatui.
Kadangi pagreitis rodo greičio kitimą per laiko vienetą, antrasis dėsnis nurodo, kad jėgos yra veiksniai, sukeliantys kūno greičio pokyčius.
Taip pat vadinamas pagrindiniu dinamikos principu, jį sumanė Isaacas Newtonas ir jo formos, kartu su dviem kitais dėsniais (1-asis dėsnis ir veiksmas bei reakcija), klasikinės mechanikos pagrindais.
Formulė
Matematiškai mes vaizduojame Antrąjį įstatymą:
Kur,
Jėga ir pagreitis yra vektoriniai dydžiai, todėl jie pavaizduoti rodykle virš juos nurodančių raidžių.
Kaip vektorinius dydžius, jiems reikia visiškai apibrėžti skaitmeninę vertę, matavimo vienetą, kryptį ir kryptį. Pagreičio kryptis ir kryptis sutaps su grynąja jėga.
2-ajame dėsnyje objekto masė (m) yra lygties proporcingumo konstanta ir kūno inercijos matas.
Tokiu būdu, jei taikysime tą pačią jėgą dviem skirtingos masės kūnams, mažiausiai pagreitį patirs tas, kurio masė didžiausia. Taigi darome išvadą, kad tas, kurio masė didesnė, atsparesnis greičio pokyčiams, todėl turi didesnę inerciją.
Pavyzdys:
Kūnas, kurio masė lygi 15 kg, juda modulio pagreičiu, lygiu 3 m / s2. Koks yra kūną veikiančios grynosios jėgos dydis?
Jėgos modulis bus rastas taikant 2-ąjį įstatymą, todėl turime:
FR = 15. 3 = 45 N
Trys Niutono dėsniai
fizikas ir matematikas Izaokas Niutonas (1643-1727) suformulavo pagrindinius mechanikos dėsnius, kur aprašo judesius ir jų priežastis. Šie trys įstatymai buvo paskelbti 1687 m. Veikale „Gamtos filosofijos matematiniai principai“.
Pirmasis Niutono dėsnis
Niutonas rėmėsi idėjomis Galileo dėl inercijos formuluoti 1-ąjį įstatymą, todėl jis taip pat vadinamas inercijos įstatymu ir gali būti teigiamas:
Jei nėra jėgų, ramybės būsenoje esantis kūnas lieka ramybės būsenoje, o judantis kūnas juda tiesia linija pastoviu greičiu.
Trumpai tariant, Pirmasis Niutono dėsnis rodo, kad objektas negali pats inicijuoti judesio, sustabdyti ar pakeisti krypties. Norint pakeisti savo poilsio ar judėjimo būseną, reikia jėgos.
Trečiasis Niutono dėsnis
Trečiasis Niutono dėsnis tai yra „Veiksmo ir reakcijos“ dėsnis. Tai reiškia, kad kiekvienam veiksmui vyksta vienodo intensyvumo, tos pačios krypties ir priešingos krypties reakcija. Veiksmo ir reakcijos principas analizuoja sąveiką, vykstančią tarp dviejų kūnų.
Kai kūnas patiria jėgos poveikį, kitas gauna jo reakciją. Kadangi veiksmo ir reakcijos pora vyksta skirtinguose kūnuose, jėgos nesubalansuoja.
Sužinokite daugiau:
- Trys Niutono dėsniai
- Gravitacija
- Kas yra fizikos inercija?
- Fizikos formulės
- Judėjimo kiekis
- pasvirusi plokštuma
Išspręsti pratimai
1) UFRJ-2006
M masės blokas nuleidžiamas ir pakeliamas naudojant idealią vielą. Iš pradžių blokas nuleidžiamas pastoviu vertikaliu pagreičiu žemyn modulio a atžvilgiu (hipotezės dėka mažiau nei gravitacijos pagreičio g modulis), kaip parodyta 1 paveiksle. Tada blokas pakeliamas pastoviu vertikaliu pagreičiu į viršų, taip pat modulio a, kaip parodyta 2 paveiksle. Tegul T yra verpalų įtempimas einant žemyn ir T ’verpalų įtempimas einant į viršų.
Nustatykite santykį T ’/ T kaip a ir g funkciją.
Pirmoje situacijoje, kai blokas mažėja, svoris yra didesnis nei traukos. Taigi turime, kad grynoji jėga bus: FR= P - T
Antroje situacijoje, kylant aukštyn T ', ji bus didesnė už svorį, taigi: FR= T '- P
Taikydami 2-ąjį Niutono dėsnį ir prisimindami, kad P = m.g, turime:
Padaliję (2) iš (1), randame prašomą priežastį:
2) Mackenzie-2005
4,0 kg kėbulas pakeliamas viela, palaikančia didžiausią 50N sukibimą. Priimant g = 10m / s2, didžiausias vertikalus pagreitis, kurį galima pritaikyti kūnui, traukiant jį šia viela, yra:
a) 2,5 m / s2
b) 2,0 m / s2
c) 1,5 m / s2
d) 1,0 m / s2
e) 0,5 m / s2
T - P = m. a (kūnas yra pakeliamas, taigi T> P)
Kadangi didžiausia trauka yra 50 N, o P = m. g = 4. 10 = 40 N, didžiausias pagreitis bus:
Alternatyva: 2,5 m / s2
3) PUC / MG-2007
Paveiksle A bloko masė m = 80 kg ir blokas B, masė mB = 20 kg. Vielos ir skriemulio trintys ir inercija vis dar yra nereikšmingi ir laikoma, kad g = 10m / s.2 .
Kalbant apie B bloko pagreitį, galima sakyti, kad tai bus:
a) 10 m / s2 žemyn.
b) 4,0 m / s2 aukštyn.
c) 4,0 m / s2 žemyn.
d) 2,0 m / s2 žemyn.
B svoris yra jėga, atsakinga už blokų judėjimą žemyn. Atsižvelgdami į blokus kaip vieną sistemą ir taikydami 2-ąjį Niutono dėsnį, mes turime:
PB = (m + mB). The
D alternatyva: 2,0 m / s2 žemyn
4) „Fatec-2006“
Du A ir B blokai, kurių masė yra atitinkamai 10 kg ir 20 kg, sujungta nereikšmingos masės siūlu, yra ramybėje ant horizontalios plokštumos be trinties. B blokui taikoma jėga, taip pat horizontali, kurios intensyvumas F = 60N, kaip parodyta paveikslėlyje.
Galioja vielos, jungiančios du blokus, traukos jėgos modulis niutonais
a) 60
b) 50
c) 40
d) 30
e) 20
Atsižvelgdami į du blokus kaip vieną sistemą, turime: F = (m + mB). a, pakeisdami vertes, randame pagreičio vertę:
Žinodami pagreičio vertę, galime apskaičiuoti vielos įtempimo vertę, naudokime tai A bloku:
T = m . The
T = 10. 2 = 20 N
E alternatyva: 20 N
5) ITA-1996
Pirkdamas prekybos centre studentas naudojasi dviem vežimėliais. Pirmąją, masės m, stumia horizontali jėga F, kuri savo ruožtu stumia kitą M masės ant plokščių, horizontalių grindų. Jei trinties tarp vežimėlių ir grindų galima nepaisyti, galima sakyti, kad antrajam vežimėliui tenkanti jėga yra:
a) F
b) MF / (m + M)
c) F (m + M) / M
d) F / 2
e) kita skirtinga išraiška
Atsižvelgdami į abu vežimus kaip vieną sistemą, turime:
Norėdami apskaičiuoti jėgą, veikiančią antrąjį vežimėlį, vėl naudokime 2-ąjį Niutono dėsnį 2-osios krepšelio lygčiai:
B alternatyva: MF / (m + M)
