Newtonov druhý zákon stanovuje, že zrýchlenie, ktoré teleso nadobudne, je priamo úmerné výsledku sily, ktorá na neho pôsobí.
Pretože zrýchlenie predstavuje zmeny rýchlosti za jednotku času, druhý zákon naznačuje, že sily sú látky, ktoré spôsobujú zmeny rýchlosti v tele.
Isaac Newton, ktorý sa tiež nazýva základný princíp dynamiky, ho vytvoril Isaac Newton a spolu s ďalšími dvoma zákonmi (1. zákon a akcia a reakcia) formuje základy klasickej mechaniky.
Vzorec
Matematicky reprezentujeme druhý zákon ako:
Kde,
Sila a zrýchlenie sú vektorové veličiny, takže sú znázornené šípkou nad písmenami, ktoré ich označujú.
Ako vektorové veličiny potrebujú, aby mohli byť úplne definované, číselnú hodnotu, mernú jednotku, smer a smer. Smer a smer zrýchlenia budú rovnaké ako čistá sila.
V druhom zákone je hmotnosť objektu (m) proporcionálnou konštantou rovnice a je mierou zotrvačnosti telesa.
Týmto spôsobom, ak pôsobíme rovnakou silou na dve telesá s rôznymi hmotnosťami, bude mať najväčšie teleso menšie zrýchlenie. Preto sme dospeli k záveru, že ten s väčšou hmotnosťou odoláva viac zmenám v rýchlosti, preto má väčšiu zotrvačnosť.
Príklad:
Teleso s hmotnosťou 15 kg sa pohybuje s modulovým zrýchlením 3 m / s2. Aká je veľkosť čistej sily pôsobiacej na telo?
Silový modul nájdeme pri použití druhého zákona, takže máme:
FR = 15. 3 = 45 N
Newtonove tri zákony
fyzik a matematik Isaac Newton (1643-1727) formuloval základné zákony mechaniky, kde popisuje pohyby a ich príčiny. Tieto tri zákony boli publikované v roku 1687 v diele „Matematické princípy prírodnej filozofie“.
Newtonov prvý zákon
Newton vychádzal z myšlienok Galileo o zotrvačnosti formulovať 1. zákon, preto sa mu hovorí aj zákon zotrvačnosti a možno ho uviesť:
Pri absencii síl zostáva teleso v pokoji a teleso v pohybe sa pohybuje po priamke konštantnou rýchlosťou.
Stručne povedané, Newtonov prvý zákon označuje, že objekt nemôže sám iniciovať pohyb, zastaviť alebo zmeniť smer. Prijíma akciu sily, ktorá spôsobí zmeny v stave pokoja alebo pohybu.
Newtonov tretí zákon
THE Newtonov tretí zákon je to zákon „akcie a reakcie“. To znamená, že pre každú akciu existuje reakcia rovnakej intenzity, rovnakého smeru a v opačnom smere. Princíp akcie a reakcie analyzuje interakcie, ktoré prebiehajú medzi dvoma telami.
Keď telo utrpí pôsobenie sily, iné dostane jeho reakciu. Pretože dvojica akcia-reakcia sa vyskytuje v rôznych telách, sily sa nevyvážia.
Viac informácií sa dozviete na:
- Newtonove tri zákony
- Gravitácia
- Čo je zotrvačnosť vo fyzike?
- Fyzikálne vzorce
- Množstvo pohybu
- naklonená rovina
Vyriešené cvičenia
1) UFRJ-2006
Blok hmotnosti m sa zníži a zdvihne pomocou ideálneho drôtu. Blok sa spočiatku spúšťa s konštantným vertikálnym zrýchlením smerom nadol modulu a (podľa hypotézy, ktorá je menšia ako modul g gravitačného zrýchlenia), ako je znázornené na obrázku 1. Potom sa blok zdvihne s konštantným vertikálnym zrýchlením nahor tiež z modulu a, ako je znázornené na obrázku 2. Nech T je napätie priadze smerom dole a T ‘napätie priadze smerom hore.
Určte pomer T ’/ T ako funkciu a a g.
V prvej situácii, keď blok klesá, je hmotnosť väčšia ako trakcia. Takže máme, že čistá sila bude: FR= P - T
V druhej situácii, keď pôjdete hore T ', bude to väčšie ako hmotnosť, takže: FR= T '- P
Aplikujeme 2. Newtonov zákon a pamätáme na to, že P = m.g máme:
Keď delíme (2) (1), nájdeme požadovaný dôvod:
2) Mackenzie-2005
4,0 kg telo sa zdvíha pomocou struny, ktorá podporuje maximálny ťah 50 N. Prijatie g = 10 m / s2, najväčšie vertikálne zrýchlenie, ktoré je možné na telo pôsobiť a ťahať ho za tento drôt, je:
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 (telo sa dvíha, takže T> P)
Pretože maximálna trakcia je 50 N a P = m. g = 4. 10 = 40 N, najväčšie zrýchlenie bude:
Alternatíva k: 2,5 m / s2
3) PUC / MG-2007
Na obrázku má blok A hmotnosť mTHE = 80 kg a blok B, hmotnosť mB = 20 kg. Trenie a zotrvačnosť drôtu a kladky sú stále zanedbateľné a uvažuje sa g = 10 m / s2 .
Pokiaľ ide o zrýchlenie bloku B, dá sa povedať, že to bude:
a) 10 m / s2 dole.
b) 4,0 m / s2 hore.
c) 4,0 m / s2 dole.
d) 2,0 m / s2 dole.
Váha B je sila zodpovedná za posúvanie blokov nadol. Ak vezmeme do úvahy bloky ako jeden systém a použijeme Newtonov druhý zákon, máme:
PB = (mTHE + mB). The
Alternatíva d: 2,0 m / s2 dole
4) Fatec-2006
Dva bloky A a B s hmotnosťou 10 kg, respektíve 20 kg, spojené vláknom zanedbateľnej hmotnosti, sú v pokoji v horizontálnej rovine bez trenia. Na blok B pôsobí sila, tiež horizontálna, intenzity F = 60N, ako je to znázornené na obrázku.
Platný je modul ťažnej sily v drôte, ktorý spája tieto dva bloky, v newtonoch
a) 60
b) 50
c) 40
d) 30
e) 20
Ak vezmeme do úvahy dva bloky ako jeden systém, máme: F = (mTHE + mB). a, dosadením hodnôt nájdeme hodnotu zrýchlenia:
Ak poznáme hodnotu zrýchlenia, môžeme vypočítať hodnotu napätia na drôte, použijeme na to blok A:
T = mTHE . The
T = 10. 2 = 20 N.
Alternatívne e: 20 N.
5) ITA-1996
Pri nákupe v supermarkete študent použije dva vozíky. Prvý, s hmotnosťou m, tlačí silou F, horizontálne, čo zasa tlačí ďalší z hmotnosti M na rovné, vodorovné poschodie. Ak je možné zanedbať trenie medzi vozíkmi a podlahou, dá sa povedať, že sila, ktorá pôsobí na druhý vozík, je:
a) F
b) MF / (m + M)
c) F (m + M) / M
d) F / 2
e) iný odlišný výraz
Keď vezmeme do úvahy dva vozíky ako jeden systém, máme:
Na výpočet sily pôsobiacej na druhý vozík opäť použijeme Newtonov druhý zákon pre rovnicu druhého košíka:
Alternatíva b: MF / (m + M)
