A doua lege a lui Newton stabilește că accelerația dobândită de un corp este direct proporțională cu rezultanta forțelor care acționează asupra acestuia.
Deoarece accelerația reprezintă variația vitezei pe unitate de timp, a doua lege indică faptul că forțele sunt agenții care produc variații de viteză într-un corp.
Numit și principiul fundamental al dinamicii, a fost conceput de Isaac Newton și formează, împreună cu alte două legi (prima lege și acțiune și reacție), bazele mecanicii clasice.
Formulă
Reprezentăm matematic a doua lege ca:
Unde,
Forța și accelerația sunt mărimi vectoriale, deci sunt reprezentate cu o săgeată peste literele care le indică.
Ca mărimi vectoriale, ele au nevoie, pentru a fi complet definite, de o valoare numerică, o unitate de măsură, o direcție și o direcție. Direcția și direcția accelerației vor fi aceleași cu forța netă.
În Legea a 2-a, masa obiectului (m) este constanta de proporționalitate a ecuației și este măsura inerției unui corp.
În acest fel, dacă aplicăm aceeași forță pe două corpuri cu mase diferite, cel cu cea mai mare masă va suferi o accelerație mai mică. Prin urmare, concluzionăm că cel cu o masă mai mare rezistă mai mult la variațiile de viteză, prin urmare are o inerție mai mare.
Exemplu:
Un corp cu o masă egală cu 15 kg se mișcă cu o accelerație de modul egală cu 3 m / s2. Care este amploarea forței nete care acționează asupra corpului?
Modulul de forță va fi găsit aplicând a doua lege, deci avem:
FR = 15. 3 = 45 N
Cele trei legi ale lui Newton
fizicianul și matematicianul Isaac Newton (1643-1727) a formulat legile de bază ale mecanicii, unde descrie mișcările și cauzele acestora. Cele trei legi au fost publicate în 1687, în lucrarea „Principiile matematice ale filosofiei naturale”.
Prima lege a lui Newton
Newton s-a bazat pe ideile de Galileo cu privire la inerție pentru a formula prima lege, prin urmare, este numită și Legea inerției și poate fi afirmată:
În absența forțelor, un corp în repaus rămâne în repaus și un corp în mișcare se mișcă în linie dreaptă cu viteză constantă.
Pe scurt, Prima lege a lui Newton indică faptul că un obiect nu poate iniția mișcarea, opri sau schimba direcția de la sine. Este nevoie de acțiunea unei forțe pentru a produce schimbări în starea sa de odihnă sau mișcare.
A treia lege a lui Newton
THE A treia lege a lui Newton este Legea „acțiunii și reacției”. Aceasta înseamnă că, pentru fiecare acțiune, există o reacție de aceeași intensitate, aceeași direcție și în direcția opusă. Principiul acțiunii și reacției analizează interacțiunile care au loc între două corpuri.
Când un corp suferă acțiunea unei forțe, altul își va primi reacția. Deoarece perechea acțiune-reacție apare în diferite corpuri, forțele nu se echilibrează.
Aflați mai multe la:
- Cele trei legi ale lui Newton
- Gravitatie
- Ce este inerția în fizică?
- Formule de fizică
- Cantitatea de mișcare
- plan înclinat
Exerciții rezolvate
1) UFRJ-2006
Un bloc de masă m este coborât și ridicat folosind un fir ideal. Inițial, blocul este coborât cu o accelerație verticală constantă, în jos, a modulului a (prin ipoteză, mai mică decât modulul g al accelerației gravitației), așa cum se arată în figura 1. Apoi, blocul este ridicat cu accelerație verticală constantă, în sus, de asemenea, a modulului a, așa cum se arată în figura 2. Fie T tensiunea firului la coborâre și T ’tensiunea firului la coborâre.
Determinați raportul T ’/ T în funcție de a și g.
În prima situație, pe măsură ce blocul este descendent, greutatea este mai mare decât tracțiunea. Deci, avem că forța netă va fi: FR= P - T
În a doua situație, când urcați T 'va fi mai mare decât greutatea, deci: FR= T '- P
Aplicând a doua lege a lui Newton și ne amintim că P = m.g, avem:
Împărțind (2) la (1), găsim motivul solicitat:
2) Mackenzie-2005
Un corp de 4,0 kg este ridicat cu ajutorul unui fir care susține o tracțiune maximă de 50N. Adoptarea g = 10m / s2, cea mai mare accelerație verticală care poate fi aplicată corpului, trăgându-l de acest fir, este:
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 (corpul este ridicat, deci T> P)
Deoarece tracțiunea maximă este de 50 N și P = m. g = 4. 10 = 40 N, cea mai mare accelerație va fi:
Alternativă la: 2,5 m / s2
3) PUC / MG-2007
În figură, blocul A are masa mTHE = 80 kg și blocul B, o masă mB = 20 kg. Fricțiunile și inerția firului și a scripetelor sunt încă neglijabile și se ia în considerare g = 10m / s.2 .
În ceea ce privește accelerația blocului B, se poate spune că va fi:
a) 10 m / s2 jos.
b) 4,0 m / s2 sus.
c) 4,0 m / s2 jos.
d) 2,0 m / s2 jos.
Greutatea lui B este forța responsabilă pentru deplasarea blocurilor în jos. Considerând blocurile ca un sistem unic și aplicând a doua lege a lui Newton avem:
PB = (mTHE + mB).
Alternativă d: 2,0 m / s2 jos
4) Fatec-2006
Două blocuri A și B cu mase de 10 kg și respectiv 20 kg, unite printr-un fir de masă neglijabilă, sunt în repaus pe un plan orizontal fără frecare. O forță, de asemenea orizontală, de intensitate F = 60N se aplică blocului B, așa cum se arată în figură.
Modulul forței de tracțiune în firul care unește cele două blocuri, în newtoni, este valid
a) 60
b) 50
c) 40
d) 30
e) 20
Considerând cele două blocuri ca un singur sistem, avem: F = (mTHE + mB). a, înlocuind valorile, găsim valoarea de accelerație:
Cunoscând valoarea accelerației, putem calcula valoarea tensiunii pe fir, să folosim blocul A pentru aceasta:
T = mTHE .
T = 10. 2 = 20 N
Alternativa e: 20 N
5) ITA-1996
Cumpărând într-un supermarket, un student folosește două căruțe. Îl împinge pe primul, de masă m, cu o forță orizontală F, care, la rândul său, împinge un altul de masă M pe o podea plană, orizontală. Dacă fricțiunea dintre căruțe și podea poate fi neglijată, se poate spune că forța aplicată pe a doua căruță este:
a) F
b) MF / (m + M)
c) F (m + M) / M
d) F / 2
e) o altă expresie diferită
Având în vedere cele două căruțe ca un singur sistem, avem:
Pentru a calcula forța care acționează asupra celui de-al doilea cărucior, să folosim din nou a doua lege a lui Newton pentru a doua ecuație a căruței:
Alternativa b: MF / (m + M)
