2 exemples d'aplicació de les lleis de Newton a un sistema de càrrega de corda i politja
1. La massa del bloc 1 és de 2 kg, la massa del bloc 2 és de 3 kg, l'acceleració deguda a la gravetat és de 10 m/s2Determineu (a) la magnitud i la direcció de l'acceleració del sistema (b) la magnitud de la força de tensió sobre la corda!
Discussió
És conegut :
Massa del bloc 1 (m1) = 2 kg
Massa del bloc 2 (m2) = 3 kg
Acceleració deguda a la gravetat (g) = 10 m/s2
Pes del bloc 1 (w1) = m1 g = (2)(10) = 20 Newtons
Pes del bloc 2 (w2) = m2 g = (3)(10) = 30 Newtons
Jawab :
(a) magnitud i direcció de l'acceleració del sistema
w2 > w1 Per tant, el bloc 2 es mou cap avall, el bloc 1 es mou cap amunt. Així doncs, el sistema es mou en sentit horari. La força en la mateixa direcció que el moviment del sistema és w2 i T.1, és positiva. La força oposada al moviment del sistema, és a dir, T2 i w1, és negatiu.
La força de tensió sobre la corda és la mateixa en totes les seves parts.
Així doncs, T.1 =T2 =T
w2 – T + T – w1 = (m1 +m2) La
w2 - w1 = (m1 +m2) La
30 – 20 = (2 + 3) a
10 = 5 a
a = 10/5
a = 2 m/s2
La magnitud de l'acceleració del sistema és de 2 m/s2.
(b) la magnitud de la tensió a la corda
Revisió del bloc 2.
Hi ha dues forces que actuen sobre el bloc 2. Primer, el pes del bloc 2 (w2) que es dirigeix cap avall, en la mateixa direcció que el moviment del bloc 2, per la qual cosa té un signe positiu. Segon, la força de tensió de la corda sobre el bloc 2 (T2) que està dirigida cap amunt, en sentit contrari a la direcció de moviment del bloc 2, per tant té signe negatiu. Aplica la segona llei de Newton:
Revisió del bloc 1.
Hi ha dues forces que actuen sobre el bloc 1. Primer, el pes del bloc 1 (w1) que està dirigida cap avall, en sentit contrari a la direcció de moviment del bloc 1, per la qual cosa té un signe negatiu. Segon, la força de tensió de la corda sobre el bloc 1 (T1) que es dirigeix cap amunt, en la mateixa direcció que el moviment del bloc 1, per tant té un signe positiu. Aplica la segona llei de Newton:
La magnitud de la força de tensió de la corda = T1 =T2 = T = 24 Newtons
2. El bloc 1 es troba sobre una superfície plana i rugosa amb fricció. La massa del bloc 1 és de 2 kg, la massa del bloc 2 és de 4 kg i l'acceleració deguda a la gravetat és de 10 m/s.2, els coeficients de fricció estàtica i cinètica són 0,4 i 0,3. El sistema està en repòs o en moviment? Si el sistema es mou, determineu la magnitud i la direcció de l'acceleració del sistema!
Discussió
La força de tensió (T) de la corda no es mostra perquè, com en el càlcul anterior, la força de tensió de la corda s'elimina finalment de l'equació. Si es pregunta a la pregunta, cal mostrar la força de tensió de la corda, però si no es pregunta a la pregunta, simplement s'ignora.
És conegut :
Preguntat El sistema està estacionari o en moviment? Si es mou, determineu la magnitud i la direcció de l'acceleració del sistema!
Jawab :
Perquè nosaltres2 > fs (40 Newton > 8 Newton) aleshores el sistema es mou, on el bloc 2 es mou verticalment cap avall i el bloc 1 es mou horitzontalment cap a la dreta. Quan el sistema es mou, la força de fricció que actua sobre el bloc 1 és la força de fricció cinètica (fk). Aplica la segona llei de Newton:
La magnitud de l'acceleració del sistema és de 5,7 m/s2
[Català: Cossos connectats per corda i politja: aplicació de la llei del moviment de Newton ]
