የኒውተን የመጀመሪያ የእንቅስቃሴ ህግ - ችግሮች እና መፍትሄዎች

1. አንድ ሰው በቋሚ ፍጥነት ወደ ላይ በሚንቀሳቀስ ሊፍት ውስጥ ነው ። የሰውየው ክብደት 800 N ነው። ወዲያውኑ የሊፍት ገመድ ይሰበራል፣ ስለዚህ ሊፍት ይወድቃል። የአሳንሰሩ ወለል የአሳንሰሩ ገመድ ከመስበሩ በፊት እና በኋላ ለሰውየው የሚወስደውን መደበኛ ኃይል ይወስኑ።

ሀ. 800 N እና 0

ለ. 800 N እና 800 N

ሐ. 1600 N እና 0

መ. 1600 N እና 800 N

የሚታወቅ፦

ክብደት (w) = 800 ኒውተን

የሚፈለግ ፡ መደበኛው ኃይል (N)

መፍትሔው

የአሳንሰሩ ገመድ ከመስበሩ በፊት

ሰውየው በአሳንሰሩ ወለል ላይ ሲቆም፣ ክብደቱ በሰውየው ላይ የሚሠራው የሰውየው አቅጣጫ ወደ ታች ሲሆን ነው። ያ ሰው እረፍት ላይ ስለሆነ፣ መደበኛ ኃይል በሰውየው ላይ የሚሠራው መደበኛ ኃይል መኖር አለበት፣ ይህም የመደበኛው ኃይል አቅጣጫ ወደ ላይ ሲሆን የመደበኛው ኃይል መጠን ደግሞ ከክብደቱ መጠን ጋር ተመሳሳይ ነው።

ምክንያቱም ሰውየው በአሳንሰሩ ውስጥ እረፍት ላይ ስለሆነ እና ሊፍቱ ደግሞ በቋሚ ፍጥነት ስለሚንቀሳቀስ (አይደለም) ፍጥነት) ስለዚህ በሰውየው ላይ እርምጃ ለመውሰድ የሚያስችል የተጣራ ኃይል የለም።

∑F = 0

N – w = 0

N = w

N = 800 ኒውተን

የአሳንሰሩ ገመድ ከተሰበረ በኋላ

የአሳንሰሩ ገመድ ከተሰበረ በኋላ፣ ሊፍቱና ሰውየው በነፃነት አንድ ላይ ይወድቃሉ፣ እዚያም የፍጥነት መጠናቸውና አቅጣጫቸው በስበት ኃይል ምክንያት ከሚፈጠረው የፍጥነት መጠን ጋር ተመሳሳይ ነው። በሰውየው ላይ ምንም አይነት የተለመደ ኃይል የለም።

ትክክለኛው መልስ ሀ.

2. 20 ግራም ክብደት ያለው ብሎክ በቋሚ ፍጥነት በሻካራ አግድም ወለል ላይ በቋሚ ፍጥነት ይንቀሳቀሳል፤ 2 N ውጫዊ ኃይል በብሎኩ ላይ ይሰራል። በብሎኩ የሚፈጠረውን የግጭት ኃይል መጠን ይወስኑ።

ኤ. 0.3 ኤን

ቢ. 1.4 N

ሲ. 2.0 N

መ. 3.6 N

የሚታወቅ፦

ክብደት (ሜ) = 20 ግራም

ኃይል (ረ) = 2 ኒውተን

የሚፈለግ፡- በብሎኩ የሚገጥመው የግጭት ኃይል መጠን።

መፍትሔው

በኒውተን የመጀመሪያ የእንቅስቃሴ ህግ መሰረት፣ አንድ ብሎክ በቋሚ ፍጥነት የሚንቀሳቀስ ከሆነ ብሎኩ ምንም ፍጥነት የለውም። ብሎኩ በቋሚ ፍጥነት የሚንቀሳቀስ ሲሆን፣ ፍጥነት የሚጨምርበት ሁኔታ የለም፡

- የግጭት ኃይል መጠን (F _-fric ) ከውጫዊው ኃይል መጠን ጋር ተመሳሳይ ነው (F)

- የግጭት ኃይል (F _fric ) ከውጫዊው ኃይል (F) ተቃራኒ አቅጣጫ አለው

የኒውተንን የመጀመሪያውን የእንቅስቃሴ ህግ ተግብር፡

∑ ረ = 0

ረ - ረ _ፍሪክ = 0

ረ = ረ _ፍሪክ

ረ _ፍሪክ = 2 ኒውተን

ትክክለኛው መልስ ሲ ነው።

3. 0.6 ሜትር ርዝመት እና 0.4 ሜትር ቁመት ያለው ለስላሳ ዘንበል ያለ ፕላን። 1350 N ክብደት ያለው ብሎክ በተዘነበለው ፕላን በመጠቀም ወደ ላይ ይንቀሳቀሳል። ብሎኩን ለማንቀሳቀስ የሚያስፈልገውን የኃይል መጠን ይወስኑ።

ኤ. 100 ኤን

ቢ. 300 N

ሲ. 600 N

መ. 900 N

የሚታወቅ፦

የብሎክ ክብደት (w) = 1350 ኒውተን

ሃይፕ = 0.6 ሜትር

ተገላቢጦሽ = 0.4 ሜትር

የሚፈለግ ፡ ዝቅተኛው ኃይል

መፍትሔው

ሃይፕ = ac = 0.6 ሜትር

ኦፕ = ቢሲ = 0.4 ሜትር

ሲን θ = bc / ac = 0.4 / 0.6 = 4/6 = 2/3

በኒውተን የመጀመሪያ የእንቅስቃሴ ህግ መሰረት፣ ብሎኩ ወደ ላይ መንቀሳቀስ ይጀምራል ከዚያም ውጫዊው ኃይል (F) ቢያንስ ከክብደት አግድም አካል (w _x ) ጋር ተመሳሳይ ነው።

∑ ረ = 0

ረ – ወ _x = 0

ረ = ወ _x

F = w _x ከሆነ ፣ እቃው በቋሚ ፍጥነት ወደ ላይ መንቀሳቀስ ይጀምራል።

w _x = w sin θ = (1350) (2/3) = (2) (450) = 900 ኒውተን

ትክክለኛው መልስ ዲ ነው።

4. ሶስት ኃይሎች፣ F ₁ = 22 N፣ F ₂ = 18 N እና F ₃ = 40 N በአንድ ብሎክ ላይ እርምጃ ይወስዳሉ። የትኛው አሃዝ የኒውተንን የመጀመሪያ ህግ ይገልፃል።

መፍትሔው

የኒውተን የመጀመሪያ ህግ፡ የተጣራ ኃይል (ΣF) = 0።

ሀ. ኤፍ ₁ + ኤፍ ₂ – ኤፍ ₃ = 22 N + 18 N – 40 N = 40 N – 40 N = 0

ለ. ኤፍ ₂ + ኤፍ ₃ – ኤፍ ₁ = 18 ኤፍ + 40 ኤፍ – 22 ኤፍ = 58 ኤፍ – 22 ኤፍ = 36 ኤፍ (ወደ ቀኝ)

ሐ. ኤፍ ₂ + ኤፍ ₃ – ኤፍ ₁ = 18 ኤፍ + 40 ኤፍ – 22 ኤፍ = 58 ኤፍ – 22 ኤፍ = 36 ኤፍ (ወደ ቀኝ)

መ. ኤፍ ₁ + ኤፍ ₃ – ኤፍ ₂ = 22 N + 40 N – 18 N = 62 N – 18 N = 44 N (ወደ ግራ)