สำหรับ แก้แบบฝึกหัดเกี่ยวกับแอพพลิเคชั่นของ กฎของนิวตันเช่นเดียวกับในระบบบล็อก น่าสนใจที่จะทำตามขั้นตอนต่อไปนี้:
1. จดข้อมูลที่เกี่ยวข้องทั้งหมดจากคำชี้แจง
2. ตรวจสอบว่าหน่วยอยู่ในระบบสากลของหน่วย (เมตร กิโลกรัม และวินาที) หรือไม่
3. ดึงแรงทั้งหมดที่กระทำต่อร่างกายอย่างระมัดระวัง
4. พยายามรู้สึกว่าระบบของร่างกายกำลังเคลื่อนที่ไปในทิศทางใดและนำทิศทางของคุณไปใช้กับสัญญาณบวกของกองกำลัง แรงทั้งหมดที่อยู่ในทิศทางนี้จะเป็นบวกเช่นกัน แรงต้านจะเป็นลบ
5. ปรับสมดุลผลลัพธ์ของแรงของแต่ละร่างกายสำหรับแต่ละทิศทางของพื้นที่ให้กับผลิตภัณฑ์ to แย่ หรือ 0 ในกรณีที่ร่างกายเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่หรือหยุดนิ่ง
6. โปรดจำไว้ว่าร่างกายที่เคลื่อนที่เข้าหากัน เชื่อมต่อกันด้วยสายเคเบิล ตัวหนึ่งอยู่บนอีกด้านหนึ่ง หรือแม้แต่พิงกันและกันนั้นสนับสนุนซึ่งกันและกัน ดังนั้นจึงมีอัตราเร่งเท่ากัน
7. ในการแก้ระบบสมการ เราต้องลบหนึ่งตัวออกจากกัน เนื่องจากคู่การกระทำและปฏิกิริยามีค่าเท่ากันและตัดกันออก
หากคุณทำตามขั้นตอนทั้งหมดข้างต้นอย่างระมัดระวัง คุณจะแทบไม่ทำผิดพลาดใดๆ เมื่อแก้แบบฝึกหัดกฎของนิวตัน
ดูด้วย: 5 สิ่งที่คุณต้องรู้เกี่ยวกับกฎของนิวตัน
แบบฝึกหัดแก้กฎของนิวตัน
บันทึก: สำหรับตัวอย่างทั้งหมดด้านล่าง เราจะใช้แรงโน้มถ่วงเป็น 10 ม./วินาที²
คำถามที่ 1
สองช่วงตึก, THE และ บีของมวลเท่ากับ 8 กก. และ 2 กก. ตามลำดับแสดงในรูปด้านล่าง บล็อกเหล่านี้เชื่อมต่อกันด้วยสตริงที่ขยายไม่ได้และดึงด้วยแรง F ของโมดูลัสเท่ากับ 20 นิวตัน กำหนด:
ก) การเร่งความเร็วของระบบ
b) ลวดดึง
ความละเอียด:
1- การใส่คำอธิบายประกอบข้อมูล
ข้อมูลที่เกี่ยวข้องมากที่สุดสำหรับการฝึกคือ:
ม = 2 กก.
มบี = 8 กก.
|F| = 20 น.
2 - ตรวจสอบหน่วย
ทุกหน่วยเข้ากันได้และอยู่ในระบบสากลของหน่วย
3-การทำแผนภาพแรง
แรงทั้งหมดที่กระทำต่อแต่ละบล็อกอย่างร้อนแรง เราต้องจำแรงน้ำหนัก แรงตั้งฉาก แรงตึงบนเส้นลวดที่บล็อก A กระทำต่อบล็อก B และแรง F ที่กระทำต่อบล็อก B เราเหลือโครงร่างต่อไปนี้:
คำบรรยาย:
พี = น้ำหนักของบล็อก A
พีบี = น้ำหนักของบล็อก B
นู๋ = ปกติของบล็อก A
นู๋บี = บล็อก B ปกติ
F = บังคับบนระบบ
ตู่b, the = แรงฉุดที่บล็อก B ทำกับบล็อก A
ตู่ ก, ข = แรงฉุดที่บล็อก A ทำกับบล็อก B
4 -การวางแนวระบบพิกัด
ระบบบล็อกเคลื่อนที่ไปทางขวา ดังนั้นแรงทั้งหมดที่ชี้ไปในทิศทางนั้นจะมีสัญญาณบวก แรงชี้ไปทางซ้ายจะมีเครื่องหมายลบ
5 -การหาแรงผลลัพธ์
ตามเครื่องหมายที่นำมาใช้ในขั้นตอนที่ 4 แรงที่เกิดขึ้นในทิศทาง x และ y (แนวนอนและแนวตั้ง) สำหรับแต่ละบล็อกจะถูกกำหนดโดย:
6 -ร่างกายเคลื่อนไหวไปด้วยกัน
โปรดทราบว่าแรงปกติและน้ำหนักของแต่ละบล็อกจะหักล้างกัน เนื่องจากบล็อกไม่เคลื่อนที่ในทิศทาง y (แนวตั้ง) ดังนั้น น = ป. นอกจากนี้ เมื่อบล็อกเคลื่อนที่ไปด้วยกัน พวกมันจะมีค่าความเร่งเท่ากัน
7 – การแก้ระบบสมการ
ในการแก้ระบบสมการให้กำหนดระบบสมการที่พบในขั้นตอนที่ 5 ค่าที่เราเขียนไว้ในขั้นตอนที่ 1 จำไว้ว่าน้ำหนักของร่างกายถูกกำหนดโดย ม.ก (มวลคูณแรงโน้มถ่วง):
แรงฉุดที่ร่างกาย B ทำกับร่างกาย A และแรงฉุดที่ร่างกาย A ทำกับร่างกาย B เป็นคู่ของ หนังบู๊ และ ปฏิกิริยาดังนั้น หากเราบวกสมการ เทอมเหล่านี้ (Tก, ข และ Tb, the) จะต้องถูกยกเลิก การทำเช่นนี้เราจะเหลือเพียง:
ในการหาค่าความตึงของเส้นด้าย ไม่สำคัญว่าเราจะคำนวณโมดูลัสของ T. หรือไม่ก, ข หรือจาก Tb, theเนื่องจากแรงทั้งสองเป็นคู่ของการกระทำและปฏิกิริยา ดังนั้น แรงทั้งสองจึงมีโมดูลเดียวกัน:
แรงฉุดของเส้นลวดคือ 16 ยังไม่มี.
ดูด้วย: ข้อผิดพลาดที่พบบ่อยที่สุด 7 ข้อในการศึกษาฟิสิกส์
อย่าเพิ่งหยุด... มีมากขึ้นหลังจากโฆษณา ;)
คำถาม2
สองช่วงตึก, THE และ บีที่มีมวลเท่ากับ 7 กก. และ 3 กก. ต่อด้วยลวดขยายไม่ได้ดังแสดงในรูปด้านล่าง คำนวณอัตราเร่งและความตึงของระบบบนสายไฟทั้งสองเส้น
ความละเอียด:
1 – การใส่คำอธิบายประกอบข้อมูล
ข้อมูลที่เกี่ยวข้องสำหรับการฝึกหัดคือ:
ม = 7 กก.
มบี = 3 กก.
ก. = 10 ม./วินาที²
2 – ตรวจสอบหน่วย
ทุกหน่วยเข้ากันได้และอยู่ในระบบสากลของหน่วย
3 – การสร้างแผนภาพแรง
มาวาดแรงทั้งหมดที่มีอยู่ในบล็อกกัน ดูรูปด้านล่าง:
โปรดทราบว่าเนื่องจากไม่รองรับเนื้อหา B บนโต๊ะ จึงไม่มีแรงกดปกติ
4 – การวางแนวระบบพิกัด
บล็อกเคลื่อนที่ไปในทิศทาง ตั้งฉาก. บล็อก A เคลื่อนที่ในทิศทาง x ไปทางขวา ดังนั้นแรงทั้งหมดบนบล็อกนั้นที่ชี้ไปทางขวาจะเป็นค่าบวก บล็อก B เคลื่อนที่ในแนวตั้งลง ดังนั้นแรงทั้งหมดบนบล็อกนี้ที่ชี้ลงจะเป็นบวก
5 – ค้นหาแรงผลลัพธ์ resulting
ระบบสมการที่ได้จากแรงที่เกิดจากบล็อกแสดงไว้ด้านล่าง:
6 –ร่างกายเคลื่อนไหวไปด้วยกัน
เนื่องจากร่างกายเชื่อมต่อกันด้วยลวด ความเร่งจึงเท่ากันสำหรับทั้งสอง เราจึงใช้เฉพาะ สำหรับร่างกายทั้งสอง
7 –การแก้ระบบสมการ
จำคู่การกระทำและปฏิกิริยา: Tก, ข และ Tb, the จะถูกยกเลิกเมื่อเราเพิ่มสมการ ดังนั้นเราจึงเหลือ:
สุดท้าย ในการหาความตึงในเส้นลวด เราสามารถใช้สมการใดๆ ที่เกี่ยวข้องกับความตึงได้:
ด้วยเหตุนี้ เราจึงพบความตึงในเส้นลวด ซึ่งเท่ากับ 21 นิวตัน
ดูเพิ่มเติมที่: แบบฝึกหัดแรงดึง
คำถาม 3
3. บล็อก A และ B สองช่วงตึกที่แสดงในรูปด้านล่างและมีมวลเท่ากับ 2 กก. และ 3 กก. ตามลำดับ โดยสัมผัสกันจะเคลื่อนที่โดยการกระทำของแรง 15 N บนบล็อก A กำหนดความเร่งของบล็อกและความแรงของแรงที่วัตถุ A กระทำต่อวัตถุ B
ความละเอียด:
1 -การใส่คำอธิบายประกอบข้อมูล
ข้อมูลที่เกี่ยวข้องสำหรับการฝึกหัดคือ:
ม = 2 กก.
มบี = 3 กก.
|F| = 15 น
2 - ตรวจสอบหน่วย
หน่วยทั้งหมดที่แสดงอยู่ในระบบสากลของหน่วยและเข้ากันได้
3 – การสร้างแผนภาพแรง
มาแทนแรงทั้งหมดที่กระทำต่อระบบบล็อก:
คำบรรยาย:
พี = น้ำหนักของบล็อก A
พีบี = น้ำหนักของบล็อก B
นู๋ = ปกติของบล็อก A
นู๋บี = บล็อก B ปกติ
F = บังคับบนระบบบล็อก
Fb, the = แรงที่บล็อก B ทำในบล็อก A
F ก, ข = แรงที่บล็อก A ทำในบล็อก B
4 -การวางแนวระบบพิกัด
สองช่วงตึกเคลื่อนที่ในแนวนอนเท่านั้น และทิศทางของการเคลื่อนไหวอยู่ทางด้านขวา ดังนั้นแรงทั้งหมดที่ชี้ไปในทิศทางนี้จะเป็นบวก
5 –การหาแรงผลลัพธ์
แรงที่เกิดขึ้นบนบล็อก A และ B สามารถเขียนได้ตามการวางแนวของข้อ 5:
6 – ร่างกายเคลื่อนไหวไปด้วยกัน
ร่างกายเคลื่อนไหวไปด้วยกันเพราะถูกกดทับกัน ดังนั้น ความเร่ง มันเหมือนกันสำหรับสองช่วงตึก
7 – การแก้ระบบสมการ
ในการแก้ระบบสมการ เราต้องจำไว้ว่า Fก, ข และ Fb, the พวกมันเป็นคู่การกระทำและปฏิกิริยา และตัดกันเมื่อเราเพิ่มแรงผลลัพธ์ของ A และ B ดังนั้น:
ด้วยความละเอียดของระบบข้างต้น เราพบว่าอัตราเร่งควรเป็น 3 ม./วินาที² ด้วยการใช้แรงผลลัพธ์ใดๆ ที่พบในขั้นตอนที่ 5 เราสามารถกำหนดแรงที่ A ทำกับ B หรือที่ B ทำกับ A แรงเหล่านี้ต้องมีค่าเท่ากับ 9 N.
โดย Rafael Hellerbrock
จบฟิสิกส์
