Newtons andre lov: formel, eksempler og øvelser

Newtons andre lov fastslår at akselerasjonen som er anskaffet av en kropp er direkte proporsjonal med den resulterende av kreftene som virker på den.

Da akselerasjon representerer variasjonen i hastighet per tidsenhet, indikerer 2. lov at krefter er midlene som produserer variasjoner i hastighet i en kropp.

Også kalt det grunnleggende prinsippet for dynamikk, ble det unnfanget av Isaac Newton og danner sammen med to andre lover (1. lov og handling og reaksjon), grunnlaget for klassisk mekanikk.

Formel

Vi representerer den andre loven matematisk som:

Hvor,

Kraft og akselerasjon er vektormengder, så de er representert med en pil over bokstavene som indikerer dem.

Som vektormengder trenger de, for å være fullstendig definert, en numerisk verdi, en måleenhet, en retning og en retning. Retningen og akselerasjonsretningen vil være den samme som nettokraften.

I 2. lov er gjenstandens masse (m) proporsjonalitetskonstanten for ligningen og er mål for tregheten til en kropp.

På denne måten, hvis vi bruker samme kraft på to legemer med forskjellige masser, vil den med størst masse lide en lavere akselerasjon. Derfor konkluderer vi med at den med større masse motstår mer mot variasjoner i hastighet, derfor har den større treghet.

Kraft er lik masse ganger akselerasjon

Eksempel:

En kropp med en masse lik 15 kg beveger seg med en modulakselerasjon lik 3 m / s². Hva er størrelsen på nettokraften som virker på kroppen?

Kraftmodulen vil bli funnet ved anvendelse av 2. lov, så vi har:

F_R = 15. 3 = 45 N.

Newtons tre lover

fysikeren og matematikeren Isaac Newton (1643-1727) formulerte mekanikkens grunnleggende lover, der han beskriver bevegelsene og deres årsaker. De tre lovene ble publisert i 1687, i verket "Mathematical Principles of Natural Philosophy".

Newtons første lov

Newton var basert på ideene til Galileo på treghet for å formulere 1. lov, derfor kalles det også treghetsloven og kan uttales:

I fravær av krefter forblir en kropp i ro i ro og en kropp i bevegelse beveger seg i en rett linje med konstant hastighet.

Kort sagt, den Newtons første lov indikerer at et objekt ikke kan initiere bevegelse, stoppe eller endre retning av seg selv. Det kreves av en styrke for å forårsake endringer i tilstanden til hvile eller bevegelse.

Newtons tredje lov

DE Newtons tredje lov det er loven om "handling og reaksjon". Dette betyr at det for hver handling er en reaksjon med samme intensitet, samme retning og i motsatt retning. Handlings- og reaksjonsprinsippet analyserer samspillet som foregår mellom to kropper.

Når en kropp lider av en kraft, vil en annen få sin reaksjon. Ettersom handlings-reaksjonsparet forekommer i forskjellige kropper, balanserer ikke kreftene.

Lær mer på:

• Newtons tre lover
• Tyngdekraft
• Hva er treghet i fysikk?
• Fysikkformler
• Mengde bevegelse
• skråplan

Løste øvelser

1) UFRJ-2006

En blokk med masse m senkes og heves ved hjelp av en ideell ledning. I utgangspunktet senkes blokken med konstant vertikal akselerasjon, nedover, av modul a (ved hypotese, mindre enn modulen g for tyngdekraftens akselerasjon), som vist i figur 1. Deretter løftes blokken med konstant vertikal akselerasjon, oppover, også av modul a, som vist i figur 2. La T være garnspenningen på vei ned og T ’garnspenningen på vei opp.

Bestem forholdet T ’/ T som en funksjon av a og g.

Se Svar

I den første situasjonen, når blokken synker, er vekten større enn trekkraften. Så vi har at nettokraften vil være: F_R= P - T
I den andre situasjonen, når du går opp T 'vil den være større enn vekten, så: F_R= T '- P
Ved å bruke Newtons andre lov, og huske at P = m.g, har vi:


Ved å dele (2) på (1) finner vi den etterspurte grunnen:

2) Mackenzie-2005

En kropp på 4,0 kg løftes med en streng som støtter et maksimalt trekk på 50N. Vedta g = 10m / s², den største vertikale akselerasjonen som kan påføres kroppen, og trekker den ved denne ledningen, er:

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

Se Svar

T - P = m. a (kroppen løftes, så T> P)
Da maksimal trekkraft er 50 N og P = m. g = 4. 10 = 40 N, den største akselerasjonen vil være:

Alternativ til: 2,5 m / s²

3) PUC / MG-2007

I figuren har blokk A en masse m_DE = 80 kg og blokk B, en masse m_B = 20 kg. Friksjoner og treghet i ledningen og remskiven er fortsatt ubetydelig, og g = 10m / s vurderes² .

Når det gjelder akselerasjonen av blokk B, kan det sies at det vil være:

a) 10 m / s² ned.
b) 4,0 m / s² opp.
c) 4,0 m / s² ned.
d) 2,0 m / s² ned.

Se Svar

Bs vekt er styrken som er ansvarlig for å flytte blokkene ned. Med tanke på blokkene som et enkelt system og anvendelse av Newtons 2. lov har vi:
P_B = (m_DE + m_B). De

Alternativ d: 2,0 m / s² ned

4) Fatec-2006

To blokker A og B med henholdsvis 10 kg og 20 kg, sammen med en tråd med ubetydelig masse, er i ro på et horisontalt plan uten friksjon. En kraft, også horisontal, med intensitet F = 60N påføres blokk B, som vist i figuren.

Modulen til trekkraften i ledningen som forbinder de to blokkene, i newton, er gyldig

a) 60
b) 50
c) 40
d) 30
e) 20

Se Svar

Med tanke på de to blokkene som et enkelt system, har vi: F = (m_DE + m_B). a, erstatter verdiene vi finner akselerasjonsverdien:

Når vi vet verdien av akselerasjonen, kan vi beregne verdien av strekk på ledningen, la oss bruke blokk A for dette:

T = m_DE . De
T = 10. 2 = 20 N.

Alternativ e: 20 N

5) ITA-1996

Shopping i et supermarked, en student bruker to vogner. Den skyver den første, med masse m, med en horisontal kraft F, som i sin tur skyver en annen med masse M på et flatt, horisontalt gulv. Hvis friksjonen mellom vognene og gulvet kan forsømmes, kan det sies at kraften som påføres den andre vognen er:

a) F
b) MF / (m + M)
c) F (m + M) / M
d) F / 2
e) et annet annerledes uttrykk

Se Svar

Med tanke på de to vognene som et enkelt system, har vi:

For å beregne kraften som virker på den andre vognen, la oss bruke Newtons 2. lov for 2. vognligning igjen:

Alternativ b: MF / (m + M)