De grootste moeilijkheid voor middelbare scholieren natuurkunde houdt verband met het oplossen van problemen, op de meest uiteenlopende fronten van het vakgebied.
Ik zal hier de oplossing presenteren van een oefening over interactie tussen blokken, gerelateerd aan de toepassing van de wetten van Newton.
Voorbeeld 1) (UF-PE) Onderstaande figuur toont drie blokken met massa's mA = 1,0 kg, mB = 2,0 kg en mc = 3,0 kg. De blokken bewegen samen onder invloed van een constante horizontale kracht F van 4,2 N modulus.
Wrijving buiten beschouwing gelaten, wat is de grootte van de netto kracht op blok B?
a) 1,0 N
b) 1.4 Nee
c) 1,8 N
d) 2.2 Nee
e) 2.6 N
Oplossing.
Eerst moeten we weten dat F = m.a (tweede wet van Newton). We moeten ook weten dat de drie lichamen met dezelfde versnelling bewegen, en dat deze versnelling dezelfde richting en richting heeft als de kracht F.
Dus we kunnen de versnelling van de blokken berekenen door het Isolated Body System (SCI)
In onderstaande figuur geven we de krachten weer die op A, B en C. werken
Waar F de uitgeoefende kracht is.
FDe in het eerste blok is de reactie van B in De vanwege f.
Fa in het tweede blok is de actie van De in B vanwege F
Fc in het tweede blok is de reactie van ç in B vanwege F
Fc in het derde blok is de actie van de B in ç vanwege F
n is de normaalkracht en p is de gewichtskracht in de drie gevallen
Niet stoppen nu... Er is meer na de reclame ;)
Vereenvoudiging van de gewichten met de normale reactiekrachten in elk geval moeten we:
Als F = 4,2 N hebben we:
4,2 = (1,0 + 2,0 + 3,0).a
a = 4,2/6
a = 0,7 m/s2
Zodra de versnelling is gevonden, moeten we de resulterende waarde in B vinden.
De resultante in B is: FB = FDE – FÇ
Door vergelijkingen B en C af te trekken hebben we:
FDE = (mB + mÇ). De
FDE = (2,0 + 3,0). 0,7
FDE = 5,0. 0,7
FDE = 3,5 N
De F-waarde vindenÇ
FÇ = mÇ. De
FÇ = 3,0. 0,7
FÇ = 2,1 N
Dus:
FB = 3,5 – 2,1
FB = 1.4 N
We concluderen dan dat de netto kracht op B gelijk is aan 1,4 N.
Door Kléber Cavalcante
Afgestudeerd in natuurkunde
Brazilië School Team
mechanica - Fysica - Brazilië School
Wil je naar deze tekst verwijzen in een school- of academisch werk? Kijken:
ALMEIDA, Frederico Borges de. "Toepassing van de wetten van Newton"; Brazilië School. Beschikbaar in: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/aplicacao-das-leis-newton.htm. Betreden op 27 juni 2021.
