För lösa övningar på tillämpningarna av Newtons lagar, som i blocksystem, är det intressant att följa några steg:
1. Skriv ner alla relevanta uppgifter från uttalandet;
2. Kontrollera om enheterna finns i det internationella systemet för enheter (meter, kilogram och sekund);
3. Dra försiktigt alla krafter som verkar på kroppar;
4. Försök att känna i vilken riktning kroppssystemet rör sig och anta din riktning för krafternas positiva tecken. Alla krafter som är i den här riktningen kommer också att vara positiva. Motkrafter kommer att vara negativa;
5. Utjämna resultatet av krafterna i varje kropp för varje riktning i rymden till produkten dålig eller till 0, om kroppen rör sig med konstant hastighet eller är i vila;
6. Kom ihåg att kroppar som rör sig tillsammans, förbundna med kablar, ovanpå varandra eller till och med lutar mot varandra är ömsesidigt stödjande och därför har samma acceleration;
7. För att lösa systemet med ekvationer måste vi subtrahera varandra, eftersom åtgärds- och reaktionsparen har samma värde och avbryter varandra.
Om du noggrant följer alla stegen ovan kommer du knappast att göra några misstag när du löser övningar om Newtons lagar.
Se också: Fem saker du behöver veta om Newtons lagar
Newtons lagar löste övningar
NOTERA: För alla exemplen nedan antar vi tyngdkraften som 10 m / s².
fråga 1
Två kvarter, DE och B, med massor lika med 8 kg respektive 2 kg, visas i figuren nedan. Blocken är förenade av en osträckbar sträng och dras av en kraft F med en modul lika med 20 N. Bestämma:
a) Systemacceleration
b) Tråddragning
Upplösning:
1 - Kommentera data
De mest relevanta uppgifterna för övningen är:
mDe = 2 kg;
mB = 8 kg;
| F | = 20 N.
2 - Kontroll av enheterna
Alla enheter är kompatibla med varandra och är i det internationella systemet för enheter;
3-gör kraftdiagrammet
Uppvärmande alla krafter som verkar på varje block. Vi måste komma ihåg kraftvikt, normal kraft, spänning på tråden som block A utövar på block B och kraften F som appliceras på block B. Vi sitter kvar med följande schema:
Texta:
PDe = Vikt på block A
PB = Vikt på block B
NDe = Normal för block A
NB = Block B Normal
F = Kraft på systemet
Tb, den = Traktion som block B gör på block A
T a, b = Traktion som block A gör på block B
4 -Orientera koordinatsystemet
Blocksystemet rör sig åt höger och därför kommer alla krafter som pekar i den riktningen att ha ett positivt tecken. Krafter som pekar åt vänster får ett negativt tecken.
5 -Hitta de resulterande krafterna
Enligt tecknet som antogs i steg 4 kommer de resulterande krafterna i x- och y-riktningarna (horisontellt och vertikalt) för varje block att bestämmas av:
6 -kroppar rör sig tillsammans
Observera att den normala kraften och vikten för varje block avlägsnar varandra, eftersom blocken inte rör sig i y (vertikal) riktning, så, N = P. När blocken rör sig tillsammans har de också samma accelerationsvärde.
7 - Lösning av ekvationssystemet
För att lösa ekvationssystemet, låt oss tilldela ekvationssystemet som finns i steg 5 de värden som vi skrev ner i steg 1. Kom ihåg att kroppens vikt ges av till exempel (massa gånger tyngdkraften):
Dragkroppen som kropp B gör på kropp A och dragkroppen som kropp A gör på kropp B är ett par handling och reaktiondärför, om vi lägger till ekvationerna, dessa termer (Ta, b och tb, den) måste avbrytas. Genom att göra detta har vi bara kvar:
För att bestämma spänningen i garnet spelar det ingen roll om vi beräknar T-modulena, b eller från Tb, den, eftersom de två krafterna är ett par åtgärder och reaktioner, därför har de samma modul:
Dragkraften som utövas av tråden är 16 N.
Se också: Sju vanligaste misstag som gjorts i studien av fysik
Sluta inte nu... Det finns mer efter reklam;)
fråga 2
Två kvarter, DE och B, med massor lika med 7 kg och 3 kg, är förbundna med en oteknisk tråd som visas i figuren nedan. Beräkna systemacceleration och spänning på båda ledningarna.
Upplösning:
1 - Kommentera data
De relevanta uppgifterna för övningen är:
mDe = 7 kg
mB = 3 kg
g = 10 m / s²
2 - Kontroll av enheterna
Alla enheter är kompatibla med varandra och ingår i det internationella systemet för enheter.
3 - Gör kraftdiagrammet
Låt oss dra alla krafter som finns i blocken. Titta på figuren nedan:
Observera att eftersom kropp B inte stöds på bordet, finns det ingen normal kraft på den.
4 - Orientera koordinatsystemet
Block rör sig i riktning vinkelrät. Block A rör sig i x-riktningen till höger, så alla krafter på det blocket som pekar åt höger kommer att vara positiva. Block B rör sig i vertikal riktning nedåt, så alla krafter på detta block som pekar nedåt kommer att vara positiva.
5 - Hitta de resulterande krafterna
Systemet med ekvationer som tillhandahålls av krafterna som härrör från blocken presenteras nedan:
6 –kroppar rör sig tillsammans
Eftersom kropparna är anslutna med en tråd är accelerationen densamma för båda, så vi använder bara De för de två kropparna.
7 –Lösning av ekvationssystemet
Kom ihåg åtgärds- och reaktionsparen: Ta, b och tb, den avbryts när vi lägger till ekvationerna, så vi sitter kvar med:
Slutligen, för att hitta spänningen i tråden, kan vi använda någon av ekvationerna som involverar spänningarna:
Med det hittar vi spänningen i ledningen, vilket motsvarar 21 N.
Se mer på: Träningsstyrkaövningar
fråga 3
3. Två block, A och B, som visas i figuren nedan och med massor lika med 2 kg respektive 3 kg, som rör varandra, rör sig genom inverkan av en kraft på 15 N på block A. Bestäm blockeringens acceleration och styrkan hos den kraft som kropp A sätter på kropp B.
Upplösning:
1 -anteckna uppgifterna
De relevanta uppgifterna för övningen är:
mDe = 2 kg
mB = 3 kg
| F | = 15 N.
2 - Kontroll av enheterna
Alla visade enheter finns i det internationella systemet för enheter och är kompatibla med varandra.
3 - Gör kraftdiagrammet
Låt oss representera alla krafter som verkar på blocksystemet:
Texta:
PDe = Vikt på block A
PB = Vikt på block B
NDe = Normal för block A
NB = Block B Normal
F = Kraft på blocksystemet
Fb, den = Tvinga att block B gör i block A
F a, b = Tvinga att block A gör i block B
4 -Orientera koordinatsystemet
De två blocken rör sig bara i horisontell riktning och rörelseriktningen är till höger. Därför kommer alla krafter som pekar i denna riktning att tas som positiva.
5 –Hitta de resulterande krafterna
De resulterande krafterna på block A och B kan skrivas enligt orienteringen för artikel 5:
6 – kroppar rör sig tillsammans
Kroppar rör sig tillsammans för att de pressas mot varandra. Således accelerationen De det är detsamma för de två blocken.
7 – Lösning av ekvationssystemet
För att lösa systemet med ekvationer måste vi komma ihåg att Fa, b och Fb, den de är ett handlings- och reaktionspar och avbryter varandra när vi adderar de resulterande krafterna av A och B, så:
Med ovanstående systemupplösning finner vi att accelerationen bör vara 3 m / s². Med hjälp av någon av de resulterande krafterna som finns i steg 5 kan vi bestämma den kraft som A gör på B eller som B gör på A. Dessa krafter måste ha ett värde lika med 9 N.
Av Rafael Hellerbrock
Examen i fysik
