การประยุกต์กฎของนิวตัน

ปัญหาที่ยากที่สุดสำหรับนักเรียนฟิสิกส์ระดับมัธยมศึกษาตอนปลายนั้นเกี่ยวข้องกับการแก้ปัญหาในสาขาวิชาที่หลากหลายที่สุด
ฉันจะนำเสนอวิธีแก้ปัญหาของการฝึกปฏิสัมพันธ์ระหว่างบล็อคที่เกี่ยวข้องกับการประยุกต์ใช้กฎของนิวตัน
ตัวอย่างที่ 1) (UF-PE) รูปด้านล่างแสดงมวลสามบล็อก mA = 1.0 กก., mB = 2.0 กก. และ mc = 3.0 กก. บล็อกเคลื่อนที่ไปด้วยกันภายใต้การกระทำของแรงแนวนอนคงที่ F ของโมดูลัส 4.2 N

โดยไม่คำนึงถึงความเสียดทาน แรงสุทธิบนบล็อก B จะมีขนาดเท่าใด
ก) 1.0 ไม่มี
ข) 1.4 ไม่มี
ค) 1.8 ไม่มี
ง) 2.2 ไม่มี
จ) 2.6 ไม่มี
สารละลาย.
ก่อนอื่นเราต้องรู้ว่า F = ma (กฎข้อที่สองของนิวตัน) เราต้องรู้ด้วยว่าวัตถุทั้งสามเคลื่อนที่ด้วยความเร่งเท่ากัน และความเร่งนี้มีทิศทางและทิศทางเดียวกันกับแรง F
ดังนั้นเราจึงสามารถคำนวณความเร่งของบล็อกโดย Isolated Body System (SCI)
ในรูปด้านล่าง เราเป็นตัวแทนของแรงที่กระทำต่อ A, B และ C

โดยที่ F คือแรงที่ใช้
F ในบล็อกแรกคือปฏิกิริยาของ บี ใน เนื่องจาก F.
Fa ในบล็อกที่สองคือการกระทำของ ใน บี เนื่องจาก F
Fc ในบล็อกที่สองคือปฏิกิริยาของ ค ใน บี เนื่องจาก F
Fc ในบล็อกที่สามคือการกระทำของ de บี ใน ค เนื่องจาก F
n คือแรงตั้งฉาก และ p คือแรงน้ำหนักในสามกรณี

อย่าเพิ่งหยุด... มีมากขึ้นหลังจากโฆษณา ;)

การลดความซับซ้อนของตุ้มน้ำหนักด้วยแรงปฏิกิริยาปกติในแต่ละกรณี เราต้อง:

เนื่องจาก F = 4.2 N เรามี:
4.2 = (1.0 + 2.0 + 3.0).a
a = 4.2/6
a = 0.7 ม./วินาที²
เมื่อพบความเร่งแล้ว เราต้องหาค่าผลลัพธ์เป็น B
ผลลัพธ์ใน B คือ: F_บี = F_THE – ฟอ_ค
การลบสมการ B และ C เรามี:
F_THE = (ม_บี + ม_ค).
F_THE = (2,0 + 3,0). 0,7
F_THE = 5,0. 0,7
F_THE = 3.5 N
การหาค่า F_ค
F_ค = ม_ค.
F_ค = 3,0. 0,7
F_ค = 2.1 ไม่มี
ดังนั้น:
F_บี = 3,5 – 2,1
F_บี = 1.4 N
จากนั้นเราก็สรุปได้ว่าแรงสุทธิบน B เท่ากับ 1.4 นิวตัน

โดย Kléber Cavalcante
จบฟิสิกส์
ทีมโรงเรียนบราซิล

กลศาสตร์ - ฟิสิกส์ - โรงเรียนบราซิล

คุณต้องการอ้างอิงข้อความนี้ในโรงเรียนหรืองานวิชาการหรือไม่ ดู:

อัลเมดา, เฟรเดริโก บอร์เกส เดอ "การประยุกต์ใช้กฎของนิวตัน"; โรงเรียนบราซิล. มีจำหน่ายใน: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/aplicacao-das-leis-newton.htm. เข้าถึงเมื่อ 27 มิถุนายน 2021.