Ang mga balaod sa paglihok ni Newton gilangkoban sa tulo, nga mao ang unang balaod ni Newton, ang ikaduhang balaod ni Newton, ug ang ikatulong balaod ni Newton.
Unang Balaod ni Newton
Ang Unang Balaod ni Newton nag-ingon nga ang matag butang nga nagpahulay magpabilin nga nagpahulay o ang matag butang nga naglihok sa usa ka tul-id nga linya sa usa ka makanunayon nga tulin magpadayon sa paglihok sa usa ka tul-id nga linya sa usa ka makanunayon nga tulin kung ang kinatibuk-ang puwersa nga naglihok sa butang sero.
Hunahunaa ang usa ka butang sa imong palibot, pananglitan usa ka lamesa o bato o bisan unsang butang. Ang lamesa nga nagpahulay magpabilin nga nagpahulay kung kini dili molihok o wala gihatagan og eksternal nga puwersa sama sa puwersa sa pagduso o pagbira. Ingon man usab, ang ubang mga butang nga nagpahulay. Wala bay mga pwersa nga naglihok sa lamesa o bato o bisan unsang butang nga nagpahulay? Adunay mga pwersa nga naglihok sa butang, apan ang sumada sa tanan nga pwersa nga naglihok sa butang o sa kinatibuk-ang pwersa katumbas sa zero. Ang mga pwersa nga naglihok sa usa ka butang nga nagpahulay sa ibabaw sa usa ka planeta sama sa Yuta mao ang grabidad (w) ug normal nga pwersa (N). Ang direksyon sa grabidad kay perpendikular sa sentro sa Yuta, ang direksyon sa normal nga pwersa kay perpendikular sa sentro sa Yuta. Ang gidak-on niining duha ka pwersa parehas apan magkaatbang ang direksyon, busa ang kinatibuk-ang pwersa katumbas sa zero.
Kumusta man ang usa ka butang nga naglihok sa tul-id nga linya sa kanunay nga tulin? Aron maklaro kini nga isyu, pananglit imong itulod ang usa ka butang, pananglitan usa ka piraso sa metal, tabok sa nawong sa salog. Human kini itulod, ang piraso sa metal mohinay ug dayon mohunong tungod sa puwersa sa friction . Aron ang mga piraso sa metal molihok nga mas layo o mas dugay, kinahanglan nimong hamison ang nawong sa salog ug ang nawong sa mga piraso sa metal. Kon mas hamis ang nawong sa salog ug ang nawong sa mga piraso sa metal, mas layo ang paglihok sa mga piraso sa metal. Kon ang nawong sa salog hingpit nga hamis ug walay friction, ang mga piraso sa metal magpadayon sa paglihok ug dili mohunong. Wala bay puwersa nga molihok sa usa ka piraso sa metal nga naglihok sa hingpit nga hamis nga nawong sa salog? Adunay mga pwersa nga molihok sa mga piraso sa metal, nga mao ang grabidad ug normal nga pwersa. Kini nga duha ka pwersa molihok sa bertikal nga direksyon ug dili makaapekto sa paglihok sa mga piraso sa metal sa pinahigda nga direksyon kon ang salog hingpit nga hamis.
Ikaduhang Balaod ni Newton
Ang Ikaduhang Balaod ni Newton nag-ingon nga kon ang net force nga molihok sa usa ka butang dili sero, ang butang mopaspas. Ang gidak-on sa acceleration proporsyonal sa gidak-on sa net force ug sukwahi nga proporsyonal sa masa sa butang. Ang direksyon sa acceleration parehas sa direksyon sa net force.
ΣF = ma(1.2)
Deskripsyon: ΣF = kinatibuk-ang puwersa (kg m/s 2 ), m = masa (kg), a = akselerasyon (m/s 2 )
Ang Equation 1.2 usa ka matematikal nga pahayag sa ikaduhang balaod ni Newton.
Kon ang gidak-on sa akselerasyon katumbas sa sero (a = 0) nan ang ekwasyon 1.2 mausab ngadto sa ekwasyon 1.1. Busa ang unang balaod ni Newton usa ka espesyal nga kaso sa ikaduhang balaod ni Newton.
Base sa equation 1.2, nahinapos nga kon mas dako ang puwersa, mas dako ang acceleration. Sa laing bahin, kon mas dako ang masa, mas gamay ang acceleration. Mas masabtan ang relasyon tali sa puwersa, masa, ug acceleration human sa pagpahigayon og mga eksperimento nga may kalabutan niini. Usa ka eksperimento nga mahimong ipahigayon mao ang usa ka eksperimento sa pagpadali sa usa ka dinamikong tren sa mga riles gamit ang usa ka gawasnon nga nahulog nga masa. Gamita ang ticker timer aron mahibal-an ang acceleration sa tren.
Ikatulong Balaod ni Newton
Ang ikatulong balaod ni Newton nag-ingon nga kon ang butang 1 mohatag og puwersa sa butang 2, nan sa samang higayon ang butang 2 mohatag usab og puwersa sa butang 1. Ang gidak-on sa duha ka pwersa parehas apan ang direksyon sa duha ka pwersa magkaatbang. Ang usa ka pwersa gitawag og aksyon, ang laing pwersa gitawag og reaksyon (action-reaction force).
Aksyon nga F = – Reaksiyon nga F (1.3)
Ang Equation 1.3 usa ka matematikal nga pahayag sa ikatulong balaod ni Newton. Ang negatibo nga timaan sa equation 1.3 nagpakita sa direksyon sa puwersa.
Pagpahigayon og eksperimento aron mas masabtan ang ikatulong balaod ni Newton. Kon ikaw adunay skateboard, iduso ang bungbong samtang nagtindog niini. Human sa pagduso sa bungbong, ang skateboard molihok paatras. Ang imong pagduso kay paabante, samtang ang skateboard molihok paatras. Kini nagpakita nga ang bungbong nagduso usab batok kanimo. Kon imong iduso ang bungbong, sa samang higayon, ang bungbong nagduso usab batok kanimo. Ang imong puwersa sa pagduso molihok sa bungbong, samtang ang puwersa sa pagduso sa bungbong molihok kanimo. Ang duha ka pwersa managsama ang gidak-on apan magkaatbang ang direksyon. Mahimo nimong tawgon ang usa ka pwersa nga aksyon ug ang lain nga reaksyon.
Laing eksperimento nga imong mahimo mao ang pagpabuto sa usa ka rubber balloon, dayon buhian kini human kini moburot ug mapuno sa hangin. Human kini buhian, ang balloon "molupad." Ang direksyon sa paglihok sa balloon sukwahi sa direksyon sa pag-ikyas sa hangin gikan sa balloon. Unsaon kini pagpasabot? Kung buhian ang baba sa balloon, ang balloon moduso sa hangin pagawas. Sa samang higayon, ang hangin moduso usab sa balloon. Ang pagduso sa hangin maoy hinungdan sa paglupad sa balloon. Ang pagduso sa balloon molihok sa hangin, ug ang pagduso sa hangin molihok sa balloon. Ang duha ka pwersa managsama ang gidak-on apan sukwahi ang direksyon.
Ehemplo sa mga problema
1. Adunay 4 ka butang, saging = 4 kg, libro = 0,8 kg, basketball = 3,5 kg, mangga = 1,2 kg. Ang basket gibira gamit ang kusog nga 30 N sa usa ka gansangon ug patag nga nawong ( μ = 0,4). Aron molihok og maayo ang basket (wala tagda ang masa sa basket), ang mga butang nga kinahanglan ibutang sa basket mao ang...
Panaghisgot
Nailhan kini:
Timbang sa saging (m1 ) = 4 kg
Misa sa libro (m² ) = 0,8 kg
Misa sa bola (m3 ) = 3,5 kg
Timbang sa mangga (m4 ) = 1,2 kg
Kusog sa pagkunot (F) = 30 N
Koepisyent sa estatikong friction ( μ s ) = 0,4
Pagpadali tungod sa grabidad (g) = 10 m/s 2
Balewalaa ang kadaghanon sa basket
Ang static friction force (fs ) molihok kung ang butang nagpahulay pa ug hapit na molihok, samtang ang kinetic friction force molihok kung ang butang naglihok.
Nangutana: Misa sa butang
Tubag:
Ang basket molihok eksakto kung ang gidak-on sa puwersa sa pagbira (F) = ang gidak-on sa puwersa sa static friction (fs ).
Kwentaha ang gidak-on sa static friction force (fs ) :
f s = μ s N = μ s w = μ s mg = (0,4)(m)(10)
fs = 4 m
Ang eksaktong basket molihok:
F = fs
30 = 4m
m = 30/4
m = 7,5 kg
Timbang sa saging 4 kg + timbang sa bola 3,5 kg = 7,5 kg
Ang mga butang nga kinahanglan ibutang sa basket mao ang saging ug mga bola.
2. 2014/2015 SMA/MA Physics National Examination Pangutana Numero 5
Ang mga butang A nga may gibug-aton nga 6 kg ug B nga may gibug-aton nga 4 kg gikonektar sa pisi ug gibira gamit ang puwersa F = 60 N sama sa gipakita sa mosunod nga hulagway.
Kon ang sistema naglihok ug ang coefficient sa kinetic friction tali sa nawong sa salog ug sa duha ka butang kay 0,5 (tg θ = 3/4), ug g = 10 ms -2 , nan ang gidak-on sa puwersa sa tensyon sa pisi T nga nagkonektar sa duha ka butang kay….
A. 28,8 N
B. 30,0 N
C. 39,6 N
D. 48,0 N
Sidlakan 50,0 Amihanan
Panaghisgot
Nasayran nga:
Misa sa butang A (m A ) = 6 kg
Misa sa butang B (m B ) = 4 kg
Kusog sa pagkunot (F) = 60 Newton
Ang koepisyent sa kinetic friction tali sa butang ug sa salog (μ k ) = 0,5
Pagpadali tungod sa grabidad (g) = 10 m/s 2
Tangent θ = 3/4
Pangutana: Unsa ka dako ang tensyon sa pisi nga T?
Tubag:
Pinahigda nga bahin sa puwersa F:
F x = F cos θ
F x = (60)(4/5) = (4)(12) = 48 N
Bertikal nga sangkap sa puwersa F:
Fy = F sin θ
Fy = (60)(3/5) = (3)(12) = 36 N
Normal nga puwersa sa butang A:
N A = w A = m A g = (6)(10) = 60 N
Normal nga puwersa sa butang B:
N B + F y – w B = 0
N B + F y = w B
N B = w B – F y = m B g – F y = (4)(10) – 36 = 40 – 36 = 4 N
Kinetic friction force tali sa butang A ug sa salog:
f kA = μ k N A = (0,5)(60) = 30 N
Kinetic friction force tali sa butang B ug sa salog:
f kB = μ k N B = (0,5)(4) = 2 N
Kwentaha ang akselerasyon sa duha ka butang:
ΣF = ma
F x – T + T – f kB – f kA = (m A + m B ) a
Ang puwersa sa tensyon sa pisi nga T adunay parehas nga magnitude ubay sa gitas-on sa pisi ug adunay kaatbang nga direksyon busa kini gitangtang gikan sa equation.
F x – f kB – f kA = (m A + m B ) a
48 – 2 – 30 = (6 + 4) usa ka
16 = 10
usa ka = 16/10
a = 1,6 m/ s²
Kalkulahin ang puwersa sa tensyon sa pisi nga T:
Hunahunaa ang butang A. Ang mga pwersa nga naglihok sa butang A sa pinahigda (horizontal) nga direksyon mao ang puwersa sa tensyon sa pisi (T) nga gitumong sa tuo ug ang kinetic friction force (f kA ) nga gitumong sa wala.
ΣF = ma
T A – f kA = m A a
T A – 30 = (6)(1,6)
T A – 30 = 9,6
TA = 9,6 + 30 = 39,6 N
Hunahunaa ang butang B. Ang mga pwersa nga naglihok sa butang B sa pinahigda (horizontal) nga direksyon mao ang pwersa F x nga gitumong sa tuo, ang kinetic friction force (f kB ) ug ang rope tension force (T) nga gitumong sa wala.
ΣF = ma
F x – f kB – T B = m B a
48 – 2 – T B = (4)(1,6)
46 – T B = 6,4
46 – 6,4 = T B
T B = 39,6 N
Busa ang puwersa sa tensyon sa pisi nga naglihok sa butang A (T A ) = ang puwersa sa tensyon sa pisi nga naglihok sa butang B (T B ) = 39,6 N.
Ang saktong tubag kay C.
3. 2014/2015 SMA/MA Physics National Examination Pangutana Numero 5
Tan-awa ang mosunod nga hulagway!
Tungod sa puwersa nga F, ang sistema sa mga butang molihok. Kon ang salog bagis ug ang coefficient of kinetic friction tali sa duha ka bloke ug sa salog kay 0,2, unsa ang acceleration nga nasinati sa duha ka butang? (cos 37 o = 0,8 , sin 37 o = 0,6)
A. 2,6 ms-2
B. 4,0 ms -2
C. 5,2 ms -2
D. 7,8 ms -2
E. 10,2 ms -2
Panaghisgot
Nasayran nga:
Misa sa butang A (m A ) = 4 kg
Misa sa butang B (m B ) = 2 kg
Kusog sa pagkunot (F) = 30 Newton
Ang koepisyent sa kinetic friction tali sa butang ug sa salog (μ k ) = 0,2
Pagpadali tungod sa grabidad (g) = 10 m/s 2
cos 37 o = 0,8
sin 37 o = 0,6
Pangutana: Unsa nga pagpadali ang nasinati sa duha ka butang?
Tubag:
Pinahigda nga bahin sa puwersa F:
F x = F cos θ
Fx = (30)(0,8) = 24 N
Bertikal nga sangkap sa puwersa F:
Fy = F sin θ
Fy = (30)(0,6) = 18 N
Normal nga puwersa sa butang A:
N A = w A = m A g = (4)(10) = 40 N
Normal nga puwersa sa butang B:
N B + F y – w B = 0
N B + F y = w B
N B = w B – F y = m B g – F y = (2)(10) – 18 = 20 – 18 = 2 N
Kinetic friction force tali sa butang A ug sa salog:
f kA = μ k N A = (0,2)(40) = 8 N
Kinetic friction force tali sa butang B ug sa salog:
f kB = μ k N B = (0,2)(2) = 0,4 N
Kwentaha ang akselerasyon sa duha ka butang:
ΣF = ma
F x – f kB – f kA = (m A + m B ) a
24 – 0,4 – 8 = (4 + 2) usa ka
15,6 = 6
usa ka = 15,6/6
a = 2,6 m/ s²
Ang saktong tubag kay A.
