Для розв’язувати вправи на програми Закони Ньютона, як і в блокових системах, цікаво виконати кілька кроків:
1. Випишіть усі відповідні дані із виписки;
2. Перевірте, чи є одиниці в Міжнародній системі одиниць (метр, кілограм та секунда);
3. Уважно намалюйте всі сили, що діють на тіла;
4. Спробуйте відчути, в якому напрямку рухається система тіла, і прийміть ваш напрямок за позитивним знаком сил. Усі сили, які рухаються в цьому напрямку, також будуть позитивними. Зустрічні сили будуть негативними;
5. Вирівняйте результуючі сили кожного тіла для кожного напрямку простору до виробу погано або до 0, у тому випадку, коли тіло рухається з постійною швидкістю або перебуває в стані спокою;
6. Пам’ятайте, що тіла, які рухаються разом, з’єднані кабелями, одне на одне або навіть притулившись одне до одного, є взаємодоповнюючими і тому мають однакове прискорення;
7. Щоб розв’язати систему рівнянь, ми повинні відняти одне від іншого, оскільки пари дії та реакції мають однакове значення і виключають одна одну.
Якщо ви ретельно дотримуватиметесь усіх наведених вище кроків, навряд чи допустите помилок, розв’язуючи вправи за законами Ньютона.
Дивіться теж: П’ять речей, які потрібно знати про закони Ньютона
Закони Ньютона, розв’язані вправи
ПРИМІТКА: Для всіх прикладів нижче ми приймемо силу тяжіння 10 м / с².
питання 1
Два блоки, THE і B, мас, рівних 8 кг та 2 кг, відповідно, представлені на малюнку нижче. Блоки з'єднані нерозтяжною струною і витягнуті силою F модуля, рівним 20 Н. Визначте:
а) прискорення системи
б) Натягування дроту
Дозвіл:
1- Анотація даних
Найважливішими даними для вправи є:
м = 2 кг;
мB = 8 кг;
| Ж | = 20 Н.
2 - Перевірка одиниць
Всі одиниці сумісні між собою і входять до Міжнародної системи одиниць;
3-складання силової діаграми
Зігріваючи всі сили, що діють на кожен блок. Слід пам’ятати силу сили, нормальну силу, натяг на дріт, який блок А чинить на блок В, і силу F, що діє на блок В. Нам залишається така схема:
Підзаголовок:
P = Вага блоку A
PB = Вага блоку B
N = Звичайний для блоку A
NB = Блок B Звичайний
F = Сила в системі
Тб, = Тяга, яку робить блок B на блоці A
Т а, б = Тяга, яку робить блок A на блоці B
4 -Орієнтація системи координат
Система блоків рухається вправо, і тому всі сили, спрямовані в цьому напрямку, матимуть позитивний знак. Сили, спрямовані ліворуч, матимуть негативний знак.
5 -Знаходження отриманих сил
Відповідно до знака, прийнятого на кроці 4, результуючі сили в напрямках x та y (горизонтальному та вертикальному) для кожного блоку визначатимуться:
6 -тіла рухаються разом
Зверніть увагу, що нормальна сила та вага кожного блоку виключають один одного, оскільки блоки не рухаються у напрямку y (вертикальному), тому, N = P. Крім того, коли блоки рухаються разом, вони мають однакове значення прискорення.
7 - Розв’язування системи рівнянь
Щоб розв’язати систему рівнянь, призначимо системі рівнянь, знайденої на кроці 5, значення, які ми записали на кроці 1. Пам'ятайте, що вага тіл дається напр (маса у гравітації):
Тяга, яку робить тіло B на тілі A, і тяга, яку робить тіло A на тілі B, - це пара дії і реакція, отже, якщо додати рівняння, ці члени (Tа, б і Тб,) необхідно скасувати. Роблячи це, нам залишається лише:
Для визначення натягу в пряжі неважливо, чи будемо ми обчислювати модуль Tа, б або від Тб,, оскільки дві сили - це пара дії і реакції, отже, вони мають однаковий модуль:
Тяга, яку чинить дріт, становить 16 н.
Дивіться також: Сім найпоширеніших помилок, допущених при вивченні фізики
питання 2
Два блоки, THE і B, мас, рівних 7 кг та 3 кг, з'єднані нерозтяжним проводом, як показано на малюнку нижче. Розрахуйте прискорення та натяг системи на обох проводах.
Дозвіл:
1 - Анотація даних
Відповідними даними для вправи є:
м = 7 кг
мB = 3 кг
g = 10 м / с²
2 - Перевірка одиниць
Всі одиниці сумісні між собою і входять до Міжнародної системи одиниць.
3 - Складання силової діаграми
Давайте намалюємо всі сили, присутні в блоках. Подивіться на малюнок нижче:
Зверніть увагу, оскільки тіло B не підтримується на столі, на нього немає нормальної сили.
4 - Орієнтування системи координат
Блоки рухаються в напрямках перпендикулярний. Блок A рухається в напрямку x вправо, тому всі сили на цьому блоці, які вказують праворуч, будуть додатними. Блок B рухається у вертикальному напрямку вниз, тому всі сили на цьому блоці, які спрямовані вниз, будуть додатними.
5 - Знаходження отриманих сил
Система рівнянь, що забезпечується зусиллями, що виникають в результаті блоків, представлена нижче:
6 –тіла рухаються разом
Оскільки тіла з'єднані дротом, прискорення однакове для обох, тому ми лише використовуємо для двох тіл.
7 –Розв’язування системи рівнянь
Запам’ятайте пари дій і реакцій: Та, б і Тб, скасовуються, коли ми додаємо рівняння, тому нам залишається:
Нарешті, щоб знайти натяг у дроті, ми можемо використати будь-яке рівняння, яке включає напруження:
При цьому ми знаходимо напругу в дроті, яка еквівалентна 21 Н.
Дивіться більше на: Силові вправи на тягу
питання 3
3. Два блоки, А і В, показані на малюнку нижче і з масами, що дорівнюють 2 кг та 3 кг відповідно, торкаючись один одного, переміщуються під дією сили 15 Н на блок А. Визначте прискорення блоків і силу сили, яку тіло А прикладає до тіла В.
Дозвіл:
1 -анотування даних
Відповідними даними для вправи є:
м = 2 кг
мB = 3 кг
| Ж | = 15 Н
2 - Перевірка одиниць
Всі показані одиниці знаходяться в Міжнародній системі одиниць і сумісні між собою.
3 - Складання силової діаграми
Давайте представимо всі сили, що діють на блочну систему:
Підзаголовок:
P = Вага блоку A
PB = Вага блоку B
N = Звичайний для блоку A
NB = Блок B Звичайний
F = Сила на блокову систему
Fб, = Сила, яку робить блок B у блоці A
F а, б = Сила, яку робить блок A у блоці B
4 -Орієнтація системи координат
Два блоки рухаються лише в горизонтальному напрямку, а напрямок руху - праворуч. Тому всі сили, що вказують у цьому напрямку, будуть сприйматися як позитивні.
5 –Знаходження отриманих сил
Отримані сили на блоки А і В можна записати відповідно до орієнтації пункту 5:
6 – тіла рухаються разом
Тіла рухаються разом, оскільки вони притиснуті один до одного. Таким чином, прискорення це однаково для двох блоків.
7 – Розв’язування системи рівнянь
Щоб розв’язати систему рівнянь, треба пам’ятати, що Fа, б та Fб, вони є парою дії та реакції і виключають одне одного, коли ми додаємо результуючі сили A і B, отже:
З наведеною вище роздільною здатністю системи ми виявляємо, що прискорення має становити 3 м / с². Використовуючи будь-яку з результуючих сил, знайдених на кроці 5, ми можемо визначити силу, яку A робить на B або що B діє на A. Ці сили повинні мати значення, рівне 9 Н.
Автор: Рафаель Хеллерброк
Закінчив фізику
Джерело: Бразильська школа - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/como-resolver-exercicios-sobre-as-leis-newton.htm