Za rešiti vaje o aplikacijah Newtonovi zakoni, tako kot v blokovnih sistemih, je zanimivo slediti nekaj korakom:
1. Iz izjave zapišite vse ustrezne podatke;
2. Preverite, ali so enote v mednarodnem sistemu enot (meter, kilogram in sekunda);
3. Previdno potegnite vse sile, ki delujejo na telesa;
4. Poskusite zaznati, v katero smer se premika sistem telesa, in sprejmite vašo smer za pozitiven predznak sil. Vse sile, ki so v tej smeri, bodo tudi pozitivne. Proti sile bodo negativne;
5. Izravnajte rezultanto sil vsakega telesa za vsako smer prostora do izdelka slab ali na 0, če se telo giblje s konstantno hitrostjo ali miruje;
6. Ne pozabite, da se telesa, ki se premikata skupaj, povezani s kabli, eno na drugo ali celo naslonjena drug na drugega, medsebojno podpirata in imata enak pospešek;
7. Za rešitev sistema enačb moramo eno odšteti od druge, saj imata akcijski in reakcijski par enako vrednost in se medsebojno izniči.
Če natančno sledite vsem zgornjim korakom, se pri reševanju vaj po Newtonovih zakonih skorajda ne boste zmotili.
Glej tudi: Pet stvari, ki jih morate vedeti o Newtonovih zakonih
Newtonovi zakoni so rešili vaje
OPOMBA: Za vse spodnje primere bomo gravitacijo sprejeli kot 10 m / s².
Vprašanje 1
Dva bloka, THE in Bmase, enake 8 kg oziroma 2 kg, sta predstavljeni na spodnji sliki. Bloke povezuje neraztegljiv niz in jih vleče sila F modula, enaka 20 N. Določite:
a) Sistemsko pospeševanje
b) Vlečenje žice
Resolucija:
1- Označevanje podatkov
Najpomembnejši podatki za vajo so:
mThe = 2 kg;
mB = 8 kg;
| F | = 20 N.
2 - Preverjanje enot
Vse enote so medsebojno združljive in so v mednarodnem sistemu enot;
3-izdelava diagrama sil
Vse sile delujejo na vsak blok. Zapomniti si moramo silo, normalno silo, napetost na žici, ki blok A deluje na blok B, in silo F, ki deluje na blok B. Ostala nam je naslednja shema:
Podnapisi:
PThe = Teža bloka A
PB = Teža bloka B
NThe = Normalno za blok A
NB = Polje B Običajno
F = Sila na sistem
Tb, = Oprijem bloka B na bloku A
T a, b = Oprijem, ki ga blok A naredi na bloku B
4 -Usmerjanje koordinatnega sistema
Blokovni sistem se premakne v desno in zato bodo imele vse sile, usmerjene v to smer, pozitiven predznak. Sile, ki kažejo na levo, bodo imele negativni predznak.
5 -Iskanje nastalih sil
Glede na znak, sprejet v koraku 4, bodo nastale sile v smeri x in y (vodoravno in navpično) za vsak blok določene z:
6 -telesa se premikajo skupaj
Upoštevajte, da se normalna sila in teža vsakega bloka medsebojno izničita, saj se bloki ne premikajo v smeri y (navpično), zato, N = P. Ko se bloki premikajo skupaj, imajo enako vrednost pospeška.
7 - Reševanje sistema enačb
Da bi rešili sistem enačb, damo sistemu enačb iz 5. koraka vrednosti, ki smo jih zapisali v 1. koraku. Ne pozabite, da je teža teles podana z m.g. (masa pomnožena s težo):
Vlečna sila telesa B na telesu A in vlečna sila telesa A na telesu B sta par ukrepanje in reakcija, če torej dodamo enačbe, bodo ti izrazi (Ta, b in Tb,) je treba preklicati. S tem nam ostane le:
Za določitev napetosti preje ni pomembno, ali izračunamo modul Ta, b ali od Tb,, ker sta sili par delovanja in reakcije, imata torej isti modul:
Oprijem žice je 16 N.
Glej tudi: Sedem najpogostejših napak pri študiju fizike
Ne ustavi se zdaj... Po oglaševanju je še več;)
2. vprašanje
Dva bloka, THE in B, mase 7 kg in 3 kg so povezane z neraztegljivo žico, kot je prikazano na spodnji sliki. Izračunajte pospešek in napetost sistema na obeh žicah.
Resolucija:
1 - Označevanje podatkov
Ustrezni podatki za vajo so:
mThe = 7 kg
mB = 3 kg
g = 10 m / s²
2 - Preverjanje enot
Vse enote so medsebojno združljive in so v mednarodnem sistemu enot.
3 - Izdelava diagrama sil
Narišimo vse sile, ki so prisotne v blokih. Poglejte spodnjo sliko:
Ker telo B ni podprto na mizi, na njem ni normalne sile.
4 - Usmeritev koordinatnega sistema
Bloki se premikajo v smeri pravokotna. Blok A se premika v smeri x v desno, zato bodo vse sile na tem bloku, ki kažejo desno, pozitivne. Blok B se premika v navpični smeri navzdol, zato bodo vse sile na tem bloku, ki kažejo navzdol, pozitivne.
5 - Iskanje nastalih sil
Sistem enačb, ki ga zagotavljajo sile, ki izhajajo iz blokov, je predstavljen spodaj:
6 –telesa se premikajo skupaj
Ker sta telesi povezani z žico, je pospešek pri obeh enak, zato uporabljamo samo The za dve telesi.
7 –Reševanje sistema enačb
Ne pozabite na akcijski in reakcijski par: Ta, b in Tb, se prekličejo, ko dodamo enačbe, zato nam ostane:
Na koncu lahko za iskanje napetosti v žici uporabimo katero koli enačbo, ki vključuje napetosti:
S tem najdemo napetost v žici, ki ustreza 21 N.
Oglejte si več na: Vaje za vlečno moč
3. vprašanje
3. Dva bloka, A in B, prikazana na spodnji sliki in z masama, ki se dotikata 2 kg oziroma 3 kg, se premikata z delovanjem sile 15 N na blok A. Določite pospešek blokov in jakost sile, ki jo telo A daje na telo B.
Resolucija:
1 -označevanje podatkov
Ustrezni podatki za vajo so:
mThe = 2 kg
mB = 3 kg
| F | = 15 N
2 - Preverjanje enot
Vse prikazane enote so v mednarodnem sistemu enot in so medsebojno združljive.
3 - Izdelava diagrama sil
Predstavljajmo vse sile, ki delujejo na blokovni sistem:
Podnapis:
PThe = Teža bloka A
PB = Teža bloka B
NThe = Normalno za blok A
NB = Polje B Običajno
F = Sila na blok sistem
Fb, = Prisili blok B v bloku A
F a, b = Prisili blok A v bloku B
4 -Usmerjanje koordinatnega sistema
Dva bloka se premikata le v vodoravni smeri, smer gibanja pa je v desno. Zato bomo vse sile, ki kažejo v tej smeri, vzeli kot pozitivne.
5 –Iskanje nastalih sil
Nastale sile na bloka A in B lahko zapišemo glede na usmeritev točke 5:
6 – telesa se premikajo skupaj
Telesa se premikajo skupaj, ker so pritisnjena drug proti drugemu. Tako pospešek The enako je za dva bloka.
7 – Reševanje sistema enačb
Za rešitev sistema enačb se moramo spomniti, da je Fa, b in Fb, so akcijski in reakcijski par in se medsebojno izničita, ko dodamo nastali sili A in B, torej:
Z zgornjo ločljivostjo sistema ugotovimo, da mora biti pospešek 3 m / s². S pomočjo katere koli nastale sile, najdene v koraku 5, lahko določimo silo, ki jo A deluje na B ali B, ki deluje na A. Te sile morajo imeti vrednost, ki je enaka 9 N.
Avtor Rafael Hellerbrock
Diplomiral iz fizike
