የኒውተን ሁለተኛው የማሽከርከር እንቅስቃሴ ህግ ምሳሌ

የኒውተን ሁለተኛው የማሽከርከር እንቅስቃሴ ህግ 5 ምሳሌዎች

1. ገመዱ ባዶ በሆነ ሲሊንደር ጠርዝ ዙሪያ ይጠቀለላል እና ከዚያም የገመዱ ጫፍ በኃይል F ይጎተታል ስለዚህም ሲሊንደሩ በዘንግ ላይ ይሽከረከራል። የቅጥ ቅጽበት 2 Nm እና የንቃተ ህሊና ቅጽበት ሲሊንደር 1 ኪ.ግ ሜ²የሲሊንደሩን አንግል ፍጥነት መወሰን!
ውይይት
እንደሚታወቀው፡-
የኃይል አፍታ (τ) = 2 Nm
የኢነርቲያ ቅጽበት (I) = 1 ኪ.ግ ሜ²
የተጠየቀው፦ የሲሊንደሩ አንግል ማጣደፍ!
መልስ፡
የኒውተን ሁለተኛው የሕግ ቀመር ለማሽከርከር እንቅስቃሴ፡
Στ = እኔ α
መግለጫ፡ Στ = የውጤት ኃይል ቅጽበት፣ I = የንቃተ ህሊና ማጣት ቅጽበት፣ α = አንግል ማጣደፍ

የሲሊንደር አንግል ማጣደፍ፡
α = Στ / I = 2 / 1 = 2
የሲሊንደሩ አንግል ማጣደፍ በሰከንድ 2 ራዲያን ነው ካሬ = 2 ራድ/ሰ².

2. አንድ ገመድ በባዶ ሲሊንደር ጠርዝ ዙሪያ ይጠቀለላል ከዚያም የገመዱ ጫፍ በኃይል F ይጎተታል ስለዚህም ሲሊንደሩ በዘንግ ላይ ይሽከረከራል። የመጎተቻ ኃይል F መጠን 10 ኒውተንስ ነው፣ የሲሊንደሩ ራዲየስ 0,2 ሜትር እና የሲሊንደሩ የኢነርቲያ ቅጽበት 1 ኪ.ግ ሜትር ነው።²የሲሊንደሩን አንግል ፍጥነት መወሰን!
ውይይት
እንደሚታወቀው፡-
የውጥረት ኃይል መጠን (F) = 10 N
የሲሊንደር ራዲየስ (R) = 0,2 ሜትር
የኢነርቲያ ቅጽበት (I) = 1 ኪ.ግ ሜ²
የተጠየቀው፦ የሲሊንደሩ አንግል ማጣደፍ!
መልስ፡
የፎርስ ሞመንት ፎርሙላ፣ እንዲሁም ጉልበት በመባልም ይታወቃል፡
τ = FR
መግለጫ፡ τ = የኃይል ቅጽበት፣ F = ኃይል፣ R = የሲሊንደር ራዲየስ
የኃይል ጊዜ የሚከተለው ነው፡
τ = FR = (10 N) (0,2 ሜትር) = 2 N ሜትር

የኒውተን ሁለተኛው የሕግ ቀመር ለማሽከርከር እንቅስቃሴ፡
Στ = እኔ α
መግለጫ፡ Στ = የውጤት ኃይል ቅጽበት፣ I = የንቃተ ህሊና ማጣት ቅጽበት፣ α = አንግል ማጣደፍ
የሲሊንደር አንግል ማጣደፍ፡
α = Στ / I = 2/1 = 2 ራድ / ሰ²

3. አንድ ገመድ በባዶ ሲሊንደር ጠርዝ ዙሪያ ይጠቀለላል ከዚያም የገመዱ ጫፍ በኃይል F ወደ ቀኝ ይጎተታል ስለዚህም ሲሊንደሩ በዘንግ ላይ ይሽከረከራል። የመጎተቻ ኃይል F መጠን 10 ኒውተን፣ የሲሊንደሩ ራዲየስ 0,2 ሜትር እና የሲሊንደሩ ክብደት 20 ኪሎ ግራም ነው። ይወስኑ አንግል ማጣደፍ ሲሊንደር!
ውይይት
እንደሚታወቀው፡-
የውጥረት ኃይል መጠን (F) = 10 N
የሲሊንደር ራዲየስ (R) = 0,2 ሜትር
የሲሊንደር ክብደት (M) = 20 ኪ.ግ
የተጠየቀው፦ የሲሊንደር አንግል ማጣደፍ
መልስ፡
የኃይል ጊዜ የሚከተለው ነው፡
τ = FR = (10 N) (0,2 ሜትር) = 2 N ሜትር

የክፍት ሲሊንደር የንቃተ ህሊና ጊዜ፦
እኔ = 1⁄2 MR² = 1⁄2 (20)(0,2)² = 1⁄2 (20)(0,04) = 0,4 ኪ.ግ ሜ²

የሲሊንደር አንግል ማጣደፍ፡
α = Στ / I = 2/0,4 = 5 ራድ / ሰ²

4. ጭነት በጠንካራ ዲስክ ፑሊ ላይ ተሰቅሏል። የፑሊው የኢነርቲያ ቅጽበት 1 ኪ.ግ ሜ ነው።²የጭነቱ ክብደት 1 ኪ.ግ ሲሆን የፑሊው ራዲየስ ደግሞ 0,2 ሜትር ነው። የፑሊውን አንግል ማጣደፍ ይወስኑ! የስበት ኃይል ማፋጠን 10 ሜ/ሰ ነው².
ውይይት
እንደሚታወቀው፡-
የፑሊው የኢነርቲያ ቅጽበት (I) = 1 ኪ.ግ ሜ²
የጭነት ክብደት (ሜ) = 1 ኪ.ግ.
በስበት ኃይል ምክንያት የሚፈጠር ፍጥነት (ግ) = 10 ሜ/ሰ²
ቤራት ጭነት (w) = mg = (1 ኪ.ግ)(10 ሜ/ሰ²) = 10 ኪ.ግ ሜ/ሰ² = 10 ኒውተን
የፑሌይ ራዲየስ (አር) = 0,2 ሜትር
የተጠየቀው፦ የፑሊው አንግል ማጣደፍ
መልስ፡
የኃይል ጊዜ የሚከተለው ነው፡
τ = FR = w R = (10 N) (0,2 ሜትር) = 2 N ሜትር

የፑሊው የንቃተ ህሊና ጊዜ፦
እኔ = 1 ኪ.ግ ሜትር²

የፑሊው አንግል ማጣደፍ፡
α = Στ / I = 2/1 = 2 ራድ / ሰ²

5. አንድ ጭነት ከጠንካራ ዲስክ ፑሊ ላይ ይንጠለጠላል። የፑሊው ክብደት 20 ኪ.ግ፣ የፑሊው ራዲየስ 0,2 ሜትር፣ እና የጭነቱ ክብደት 1 ኪ.ግ ነው። የፑሊውን አንግል ማጣደፍ እና የክብደቱ ፍጥነት መቀነሱን ይወስኑ! በስበት ኃይል ምክንያት የሚፈጠረው ፍጥነት 10 ሜ/ሰ ነው።².
ውይይት
እንደሚታወቀው፡-
የፑሌይ ክብደት (M) = 20 ኪ.ግ.
የፑሌይ ራዲየስ (አር) = 0,2 ሜትር
የጭነት ክብደት (ሜ) = 1 ኪ.ግ.
በስበት ኃይል ምክንያት የሚፈጠር ፍጥነት (ግ) = 10 ሜ/ሰ²
የጭነት ክብደት (w) = mg = (1 ኪ.ግ)(10 ሜ/ሰ²) = 10 ኪ.ግ ሜ/ሰ² = 10 ኒውተን
የተጠየቀው፦ የፑሊው አንግል ማጣደፍ እና የሚወድቅ ጭነት ማፋጠን
መልስ፡
የኃይል ጊዜ የሚከተለው ነው፡
τ = FR = w R = (10 N) (0,2 ሜትር) = 2 N ሜትር

የጠንካራ ዲስክ ፑሊ የእንቅስቃሴ መቆራረጥ ቅጽበት፡
እኔ = 1⁄2 MR² = 1⁄2 (20)(0,2)² = (10)(0,04) = 0,4 ኪ.ግ ሜትር²

የፑሊው አንግል ማጣደፍ፡
α = Στ / I = 2/0,4 = 5 ራድ / ሰ²

የመውደቅ ጭነት ማፋጠን ከቀመሩ በመጠቀም የሚሰላው የፑሊ ጠርዝ መስመራዊ ማፋጠን ጋር ተመሳሳይ ነው። በማዕዘን ፍጥነት መጨመር እና በመስመራዊ ፍጥነት መጨመር መካከል ያለው ግንኙነት :
a = R α = (0,2)(5) = 1 ሜ/ሰ²

የፑሊ (α) አንግል ማጣደፍ 100 ራድ/ሰከንድ ነው² እና የሚወርደው ጭነት ፍጥነት 20 ሜ/ሰ².