Pentru rezolva exerciții privind aplicațiile Legile lui Newton, ca și în cazul sistemelor de blocuri, este interesant să urmați câțiva pași:
1. Notați toate datele relevante din declarație;
2. Verificați dacă unitățile sunt în sistemul internațional de unități (metru, kilogram și al doilea);
3. Trageți cu atenție toate forțele care acționează asupra corpurilor;
4. Încercați să simțiți în ce direcție se mișcă sistemul corpului și adoptați-vă direcția pentru semnul pozitiv al forțelor. Toate forțele care se află în această direcție vor fi, de asemenea, pozitive. Forțele contrare vor fi negative;
5. Egalizați rezultatul forțelor fiecărui corp pentru fiecare direcție a spațiului față de produs rău sau la 0, în cazul în care corpul se mișcă cu viteză constantă sau este în repaus;
6. Amintiți-vă că corpurile care se mișcă împreună, conectate prin cabluri, unul peste altul sau chiar sprijinindu-se unul pe celălalt, se susțin reciproc și, prin urmare, au aceeași accelerație;
7. Pentru a rezolva sistemul de ecuații, trebuie să scădem una din cealaltă, deoarece perechile de acțiune și reacție au aceeași valoare și se anulează reciproc.
Dacă urmați cu atenție toți pașii de mai sus, cu greu veți face greșeli atunci când rezolvați exerciții privind legile lui Newton.
Vezi și tu: Cinci lucruri pe care trebuie să le știți despre legile lui Newton
Legile lui Newton au rezolvat exerciții
NOTĂ: Pentru toate exemplele de mai jos vom adopta gravitația ca 10 m / s².
intrebarea 1
Două blocuri, THE și B, de mase egale cu 8 kg și respectiv 2 kg, sunt reprezentate în figura de mai jos. Blocurile sunt unite printr-un șir inextensibil și trase de o forță F cu un modul egal cu 20 N. A determina:
a) Accelerarea sistemului
b) Tragerea firului
Rezoluţie:
1- Adnotarea datelor
Cele mai relevante date pentru exercițiu sunt:
m = 2 kg;
mB = 8 kg;
| F | = 20 N.
2 - Verificarea unităților
Toate unitățile sunt compatibile între ele și se află în sistemul internațional de unități;
3-realizând diagrama forței
Încălzind toate forțele care acționează asupra fiecărui bloc. Trebuie să ne amintim de greutatea forței, forța normală, tensiunea asupra firului pe care blocul A o exercită asupra blocului B și forța F care se aplică pe blocul B. Ne-a rămas următoarea schemă:
Subtitlu:
P = Greutatea blocului A
PB = Greutatea blocului B
N = Normal al blocului A
NB = Blocul B Normal
F = Forța asupra sistemului
Tb, = Tracțiunea pe care o face blocul B pe blocul A
T a, b = Tracțiunea pe care o face blocul A pe blocul B
4 -Orientarea sistemului de coordonate
Sistemul de blocuri se deplasează spre dreapta și, prin urmare, toate forțele îndreptate în acea direcție vor avea un semn pozitiv. Forțele îndreptate spre stânga vor avea un semn negativ.
5 -Găsirea forțelor rezultate
Conform semnului adoptat la pasul 4, forțele rezultate, în direcțiile x și y (orizontală și verticală), pentru fiecare bloc vor fi determinate de:
6 -corpurile se mișcă împreună
Rețineți că forța normală și greutatea fiecărui bloc se anulează reciproc, deoarece blocurile nu se mișcă în direcția y (verticală), deci, N = P. De asemenea, pe măsură ce blocurile se deplasează împreună, ele au aceeași valoare a accelerației.
7 - Rezolvarea sistemului de ecuații
Pentru a rezolva sistemul de ecuații, să atribuim sistemului de ecuații găsite în pasul 5 valorile pe care le-am notat în pasul 1. Amintiți-vă că greutatea corpurilor este dată de m.g (masa de greutate):
Tracțiunea pe care o face corpul B asupra corpului A și tracțiunea pe care o face corpul A asupra corpului B sunt o pereche de acțiune și reacţie, prin urmare, dacă adăugăm ecuațiile, acești termeni (Ta, b Si tb,) trebuie anulat. Făcând acest lucru, rămânem doar cu:
Pentru a determina tensiunea în fire, nu contează dacă calculăm modulul lui Ta, b sau din Tb,, deoarece cele două forțe sunt o pereche de acțiune și reacție, prin urmare, au același modul:
Tracțiunea exercitată de fir este 16 N.
Vezi și: Cele mai frecvente șapte greșeli făcute în studiul fizicii
intrebarea 2
Două blocuri, THE și B, cu mase egale cu 7 kg și 3 kg sunt conectate printr-un fir inextensibil așa cum se arată în figura de mai jos. Calculați accelerația și tensiunea sistemului pe ambele fire.
Rezoluţie:
1 - Adnotarea datelor
Datele relevante pentru anul sunt:
m = 7 kg
mB = 3 kg
g = 10 m / s²
2 - Verificarea unităților
Toate unitățile sunt compatibile între ele și se află în sistemul internațional de unități.
3 - Realizarea diagramei forței
Să desenăm toate forțele prezente în blocuri. Uită-te la figura de mai jos:
Rețineți că, deoarece corpul B nu este susținut pe masă, nu există o forță normală asupra acestuia.
4 - Orientarea sistemului de coordonate
Blocurile se deplasează în direcții perpendicular. Blocul A se deplasează în direcția x spre dreapta, astfel încât toate forțele de pe acel bloc care indică spre dreapta vor fi pozitive. Blocul B se deplasează în direcție verticală în jos, astfel încât toate forțele de pe acest bloc care indică în jos vor fi pozitive.
5 - Găsirea forțelor rezultate
Sistemul de ecuații furnizat de forțele rezultate din blocuri este prezentat mai jos:
6 –corpurile se mișcă împreună
Deoarece corpurile sunt conectate printr-un fir, accelerația este aceeași pentru ambele, așa că le folosim doar pentru cele două corpuri.
7 –Rezolvarea sistemului de ecuații
Amintiți-vă perechile de acțiune și reacție: Ta, b Si tb, sunt anulate când adăugăm ecuațiile, deci rămânem cu:
În cele din urmă, pentru a găsi tensiunea în fir, putem folosi oricare dintre ecuațiile care implică tensiunile:
Cu aceasta, găsim tensiunea în fir, care este echivalentă cu 21 N.
Vezi mai multe la: Exerciții de forță la tracțiune
întrebarea 3
3. Două blocuri, A și B, prezentate în figura de mai jos și cu mase egale cu 2 kg și respectiv 3 kg, atingându-se între ele, sunt mișcate de acțiunea unei forțe de 15 N pe blocul A. Determinați accelerația blocurilor și puterea forței pe care corpul A o pune asupra corpului B.
Rezoluţie:
1 -adnotarea datelor
Datele relevante pentru anul sunt:
m = 2 kg
mB = 3 kg
| F | = 15 N
2 - Verificarea unităților
Toate unitățile afișate fac parte din sistemul internațional de unități și sunt compatibile între ele.
3 - Realizarea diagramei forței
Să reprezentăm toate forțele care acționează asupra sistemului de blocuri:
Subtitlu:
P = Greutatea blocului A
PB = Greutatea blocului B
N = Normal al blocului A
NB = Blocul B Normal
F = Forța asupra sistemului de blocare
Fb, = Forța pe care o face blocul B în blocul A
F a, b = Forța pe care o face blocul A în blocul B
4 -Orientarea sistemului de coordonate
Cele două blocuri se mișcă numai în direcția orizontală, iar direcția de mișcare este în dreapta. Prin urmare, toate forțele care indică în această direcție vor fi considerate pozitive.
5 –Găsirea forțelor rezultate
Forțele rezultate pe blocurile A și B pot fi scrise conform orientării punctului 5:
6 – corpurile se mișcă împreună
Corpurile se mișcă împreună pentru că sunt apăsate una pe cealaltă. Astfel, accelerația este la fel pentru cele două blocuri.
7 – Rezolvarea sistemului de ecuații
Pentru a rezolva sistemul de ecuații, trebuie să ne amintim că Fa, b și Fb, sunt o pereche de acțiune și reacție și se anulează reciproc atunci când adăugăm forțele rezultate ale lui A și B, deci:
Cu rezoluția de mai sus a sistemului, descoperim că accelerația ar trebui să fie de 3 m / s². Folosind oricare dintre forțele rezultate găsite în pasul 5, putem determina forța pe care A o face pe B sau pe care B o face pe A. Aceste forțe trebuie să aibă o valoare egală cu 9 N.
De Rafael Hellerbrock
Absolvent în fizică
Sursă: Școala din Brazilia - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/como-resolver-exercicios-sobre-as-leis-newton.htm
