Uplatňovanie Newtonových zákonov

Najväčšie ťažkosti pre študentov fyziky na strednej škole súvisia s riešením problémov na najrôznejších frontoch disciplíny.
Predstavím tu riešenie cvičenia interakcie medzi blokmi, týkajúceho sa uplatňovania Newtonových zákonov.
Príklad 1) (UF-PE) Na nasledujúcom obrázku sú znázornené tri bloky hmotností mA = 1,0 kg, mB = 2,0 kg a mc = 3,0 kg. Bloky sa pohybujú spoločne pôsobením konštantnej horizontálnej sily F s modulom 4,2 N.

Bez ohľadu na trenie, aká je veľkosť čistej sily v bloku B?
a) 1,0 N
b) 1,4 N
c) 1,8 N
d) 2,2 N
e) 2,6 N
Riešenie.
Najprv musíme vedieť, že F = m.a (Newtonov druhý zákon). Musíme tiež vedieť, že tieto tri telesá sa pohybujú s rovnakým zrýchlením a že toto zrýchlenie má rovnaký smer a smer ako sila F.
Môžeme teda vypočítať zrýchlenie blokov pomocou systému izolovaného tela (SCI)
Na obrázku nižšie predstavujeme sily pôsobiace na A, B a C

Kde F je použitá sila.
FThe v prvom bloku je reakcia B v The kvôli F.
Fa v druhom bloku je pôsobením The v B kvôli F
Fc v druhom bloku je reakciou

ç v B kvôli F
Fc v treťom bloku je pôsobením de B v ç kvôli F
n je normálna sila ap je váhová sila v troch prípadoch

Zjednodušenie váh normálnymi reakčnými silami v každom prípade musíme:

Pretože F = 4,2 N, máme:
4,2 = (1,0 + 2,0 + 3,0) .a
a = 4,2 / 6
a = 0,7 m / s²
Akonáhle je nájdené zrýchlenie, musíme nájsť výslednú hodnotu v B.
Výsledok v B je: F_B = F._THE - F_Ç
Odčítaním rovníc B a C máme:
F_THE = (m_B + m_Ç). The
F_THE = (2,0 + 3,0). 0,7
F_THE = 5,0. 0,7
F_THE = 3,5 N
Nájdenie hodnoty F._Ç
F_Ç = m_Ç. The
F_Ç = 3,0. 0,7
F_Ç = 2,1 N
Takto:
F_B = 3,5 – 2,1
F_B = 1,4 N
Potom dospejeme k záveru, že čistá sila na B sa rovná 1,4 N.

Autor: Kléber Cavalcante
Vyštudoval fyziku
Brazílsky školský tím

mechanika - Fyzika - Brazílska škola

Zdroj: Brazílska škola - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/aplicacao-das-leis-newton.htm