Pre vyriešiť úlohy týkajúce sa aplikácií Newtonove zákonyrovnako ako v blokových systémoch je zaujímavé postupovať podľa niekoľkých krokov:
1. Zapíšte si všetky príslušné údaje z výpisu;
2. Skontrolujte, či sú jednotky v medzinárodnom systéme jednotiek (metre, kilogramy a sekundy);
3. Opatrne nakreslite všetky sily pôsobiace na telá;
4. Pokúste sa vycítiť, ktorým smerom sa pohybuje systém tela, a osvojte si smer pre pozitívne znamenie síl. Pozitívne budú aj všetky sily, ktoré sú v tomto smere. Proti sily budú záporné;
5. Vyrovnajte výslednicu síl každého telesa pre každý smer vesmíru k produktu zlé alebo na 0, v prípade, že sa telo pohybuje konštantnou rýchlosťou alebo je v pokoji;
6. Pamätajte, že telá, ktoré sa pohybujú spolu, sú prepojené káblami, jeden nad druhým alebo sa dokonca o seba opierajú, sa navzájom podporujú a majú preto rovnaké zrýchlenie;
7. Aby sme vyriešili sústavu rovníc, musíme od seba jednu odčítať, pretože akčné a reakčné páry majú rovnakú hodnotu a navzájom sa rušia.
Ak budete starostlivo postupovať podľa všetkých vyššie uvedených krokov, pri riešení cvičení o Newtonových zákonoch ťažko urobíte chybu.
Pozri tiež: Päť vecí, ktoré potrebujete vedieť o Newtonových zákonoch
Newtonove zákony riešili cvičenia
POZNÁMKA: Pre všetky nižšie uvedené príklady prijmeme gravitáciu ako 10 m / s².
Otázka 1
Dva bloky, THE a B, hmotnosti rovnajúcej sa 8 kg, respektíve 2 kg, sú znázornené na nasledujúcom obrázku. Bloky sú spojené neroztiahnuteľnou šnúrkou a sú ťahané silou F s modulom rovným 20 N. Určiť:
a) Akcelerácia systému
b) Ťahanie drôtu
Rozhodnutie:
1- Anotácia údajov
Najrelevantnejšie údaje o cvičení sú:
mThe = 2 kg;
mB = 8 kg;
| F | = 20 N.
2 - Kontrola jednotiek
Všetky jednotky sú navzájom kompatibilné a nachádzajú sa v medzinárodnom systéme jednotiek;
3-vytvorenie silového diagramu
Decentne všetky sily pôsobiace na každý blok. Musíme pamätať na silovú váhu, normálnu silu, napätie na drôte, ktorý blok A pôsobí na blok B, a silu F, ktorá pôsobí na blok B. Zostáva nám nasledujúca schéma:
Podtitul:
PThe = Hmotnosť bloku A
PB = Hmotnosť bloku B
NThe = Normálka bloku A
NB = Blok B Normálny
F = Sila pôsobiaca na systém
Tb, = Pohon, ktorý blok B robí na bloku A
T a, b = Pohon, ktorý blok A robí na bloku B
4 -Orientácia súradnicového systému
Blokový systém sa pohybuje doprava, a preto všetky sily smerujúce týmto smerom budú mať kladné znamenie. Sily smerujúce doľava budú mať záporné znamienko.
5 -Nájdenie výsledných síl
Podľa znamenia prijatého v kroku 4 budú výsledné sily v smeroch xay (horizontálne a vertikálne) pre každý blok určené:
6 -telá sa pohybujú spolu
Upozorňujeme, že normálna sila a hmotnosť každého bloku sa navzájom rušia, pretože bloky sa nepohybujú v y (vertikálnom) smere, takže, N = P. Rovnako tak, ako sa bloky pohybujú spolu, majú rovnakú hodnotu zrýchlenia.
7 - Riešenie sústavy rovníc
Na vyriešenie sústavy rovníc priraďme sústave rovníc nájdených v kroku 5 hodnoty, ktoré sme si zapísali v kroku 1. Pamätajte, že váha tiel je daná vzťahom napr (hmotnosť krát gravitácia):
Trakcia, ktorú robí telo B na tele A, a trakcia, ktorú robí telo A na tele B, je dvojica akcia a reakcia, teda, ak pridáme rovnice, tieto pojmy (Ta, b a Tb,) musí byť zrušené. Týmto nám ostáva iba:
Na určení napätia v priadzi nezáleží na tom, či vypočítame modul Ta, b alebo od Tb,, pretože tieto dve sily sú dvojicou akcie a reakcie, majú teda rovnaký modul:
Pohon vyvíjaný drôtom je 16 s.
Pozri tiež: Sedem najčastejších chýb pri štúdiu fyziky
otázka 2
Dva bloky, THE a B, o hmotnosti 7 kg a 3 kg sú spojené neroztiahnuteľným drôtom, ako je znázornené na obrázku nižšie. Vypočítajte zrýchlenie a napätie systému na oboch vodičoch.
Rozhodnutie:
1 - Anotácia údajov
Relevantné údaje o cvičení sú:
mThe = 7 kg
mB = 3 kg
g = 10 m / s²
2 - Kontrola jednotiek
Všetky jednotky sú navzájom kompatibilné a nachádzajú sa v medzinárodnom systéme jednotiek.
3 - Vytvorenie silového diagramu
Poďme nakresliť všetky sily prítomné v blokoch. Pozrite sa na obrázok nižšie:
Upozorňujeme, že keďže telo B nie je na stole podopreté, nie je na ňu vyvíjaná normálna sila.
4 - Orientácia súradnicového systému
Bloky sa pohybujú v smeroch kolmý. Blok A sa pohybuje v smere x doprava, takže všetky sily v tomto bloku smerujúce doprava budú kladné. Blok B sa pohybuje vo zvislom smere nadol, takže všetky sily v tomto bloku, ktoré smerujú nadol, budú kladné.
5 - Nájdenie výsledných síl
Systém rovníc poskytovaných silami vychádzajúcimi z blokov je uvedený nižšie:
6 –telá sa pohybujú spolu
Keďže sú telá spojené drôtom, zrýchlenie je pre obe rovnaké, takže používame iba The pre tieto dva orgány.
7 –Riešenie sústavy rovníc
Pamätajte na dvojicu akcia a reakcia: Ta, b a Tb, sa pri pridaní rovníc zrušia, takže nám zostane:
Nakoniec na nájdenie napätia v drôte môžeme použiť ktorúkoľvek z rovníc, ktoré zahŕňajú napätie:
S tým nájdeme napätie v drôte, ktoré je ekvivalentné 21 N.
Viac na: Cvičenie na ťahovú silu
otázka 3
3. Dva bloky, A a B, ktoré sa navzájom dotýkajú, znázornené na obrázku nižšie a s hmotnosťou rovnou 2 kg, respektíve 3 kg, sú presunuté pôsobením sily 15 N na blok A. Určte zrýchlenie blokov a silu sily, ktorú telo A pôsobí na telo B.
Rozhodnutie:
1 -anotovanie údajov
Relevantné údaje o cvičení sú:
mThe = 2 kg
mB = 3 kg
| F | = 15 N
2 - Kontrola jednotiek
Všetky zobrazené jednotky sa nachádzajú v medzinárodnom systéme jednotiek a sú navzájom kompatibilné.
3 - Vytvorenie silového diagramu
Predstavme všetky sily pôsobiace na blokový systém:
Podnadpis:
PThe = Hmotnosť bloku A
PB = Hmotnosť bloku B
NThe = Normálka bloku A
NB = Blok B Normálny
F = Sila na blokový systém
Fb, = Sila, ktorú robí blok B v bloku A
F a, b = Sila, ktorú robí blok A v bloku B
4 -Orientácia súradnicového systému
Dva bloky sa pohybujú iba v horizontálnom smere a smer pohybu je vpravo. Preto sa všetky sily smerujúce týmto smerom budú brať ako pozitívne.
5 –Nájdenie výsledných síl
Výsledné sily na bloky A a B je možné zapísať podľa orientácie položky 5:
6 – telá sa pohybujú spolu
Telá sa pohybujú spolu, pretože sú na seba tlačené. Teda zrýchlenie The je to rovnaké pre oba bloky.
7 – Riešenie sústavy rovníc
Aby sme vyriešili sústavu rovníc, musíme pamätať na to, že Fa, b a Fb, sú akčná a reakčná dvojica a navzájom sa rušia, keď k tomu pripočítame výsledné sily A a B, takže:
Pri vyššie uvedenom systémovom rozlíšení zistíme, že zrýchlenie by malo byť 3 m / s². Pomocou ktorejkoľvek z výsledných síl nájdených v kroku 5 môžeme určiť silu, ktorú A robí na B alebo B na A. Tieto sily musia mať hodnotu rovnú 9 N.
Autor: Rafael Hellerbrock
Vyštudoval fyziku
Zdroj: Brazílska škola - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/como-resolver-exercicios-sobre-as-leis-newton.htm