Mga Balaod sa Paglihok ni Newton - Mga Problema ug Solusyon
Ang unang balaod sa paglihok ni Newton
1. Kon walay puwersa nga molihok sa usa ka butang, nan:
(1) ang butang wala gipadali
(2) butang nga nagpahulay
(3) ang pagbag-o sa katulin sa usa ka butang = 0
(4) ang butang dili makabiyahe sa makanunayong tulin
Hain nga pahayag ang husto?
solusyon
Ang saktong pahayag:
(1) Ang butang wala gipadali
Ang net force maoy hinungdan sa acceleration sa usa ka butang. Busa kon walay net force, nan ang mga butang dili ma-accelerate.
(2) Butang nga nagpahulay
Ang unang balaod sa paglihok ni Newton nag-ingon nga kon walay puwersa nga molihok sa usa ka butang, nan ang butang kanunay nga nagpahulay o ang butang kanunay nga nagbiyahe sa kanunay nga tulin.
(3) Ang pagbag-o sa katulin sa usa ka butang = 0
Pag-usab sa tulin = pagpadali. Ang walay pagbag-o sa tulin nagpasabot nga walay pagpadali. Kon walay pagpadali, nan walay netong puwersa nga molihok sa usa ka butang.
2. Ang gibug-aton sa usa ka tawo sa sulod sa elevator nga nagpahulay = 500 N. Ang akselerasyon tungod sa grabidad kay 10 m/s² . Kung ang lift moakselerasyon, ang puwersa sa tensyon kay 750 N. Unsa ang akselerasyon sa lift?
Nailhan:
Timbang sa tawo (w) = 500 Newton = 500 kg ms –2 (alsa samtang nagpahulay)
Pagpadali sa grabidad (g) = 10 ms –2
Misa sa tawo (m) = 500 / 10 = 50 kg
Kusog sa tensyon (T) = 750 N (gipaspas ang pag-alsa)
Wala tagda ang gibug-aton sa elevator.
Gipangita: Pagpadali sa mga elevator
Solusyon:
Elevator nga nagpahulay, walay acceleration (a = 0). Ang kusog nga molihok pataas adunay plus sign ug ang kusog nga molihok paubos adunay minus sign.
ΣF = ma
T – w = 0
T = w
T = 500 Newton
Kon ang elevator mopaspas paubos, ang tension force labing gamay kay sa 500 N. Kon dili, kon ang elevator mopaspas pataas, ang tension force mas dako kay sa 500 N.
Ang puwersa sa tensyon = 750 N tungod kay ang elevator mopaspas pataas. Ang puwersa nga molihok pataas adunay plus sign ug ang puwersa nga molihok paubos adunay minus sign.
T – w = ma
750 – 500 = 50 usa ka
250 = 50
usa ka = 250 / 50
a = 5.0 ms –2
3. Usa ka 60-kg nga tawo sa usa ka elevator ang mipaspas paubos sa 3 m/s² . Kon ang acceleration tungod sa grabidad kay 10 m/s² , unsa ang normal nga puwersa nga gihimo sa salog sa elevator ngadto sa tawo.
Nailhan:
Misa (m) = 60 kg
Akselerasyon sa tawo ug elevator (a) = 3 m/ s²
Pagpadali tungod sa grabidad (g) = 10 m/s 2
Timbang (w) = mg = (60)(10) = 600 Newtons
Gipangita: Ang normal nga puwersa (N)
Solusyon:
Adunay duha ka pwersa nga molihok sa tawo nga naa sa elevator, nga mao ang gibug-aton (w) sa tawo ug ang normal nga pwersa (N) nga gigamit sa salog sa tawo. Adunay tulo ka vector quantities, nga mao ang gibug-aton (w), normal nga pwersa (N) ug acceleration sa elevator, diin ang gibug-aton molihok paubos, ang normal nga pwersa molihok pataas, ang acceleration sa elevator paubos. Ang mga vector quantities nga molihok paubos adunay plus sign ug ang mga vector quantities nga molihok pataas adunay minus sign.
∑F = ma
w – N = (60)(3)
600 – N = 180
N = 600 – 180
N = 420 Newton
4. Usa ka 40-kg nga butang sa usa ka elevator ang mipaspas pataas. Kon ang salog sa elevator mohatag og 520 N sa butang ug ang acceleration tungod sa grabidad kay 10 m/s² . Unsa ang acceleration sa elevator?
Nailhan:
Misa (m) = 40 kg
Normal nga puwersa (N) = 520 N
Pagpadali tungod sa grabidad (g) = 10 m/s 2
gibug-aton (w) = mg = (40)(10) = 400 N
Gipangita: Pagpadali sa mga elevator
Solusyon:
∑F = ma
400 – 520 = (40)(a)
-120 = (40)(a)
usa ka = -120/40
a = -3 m/s 2
Ang tulin sa elevator kay 3 m/s² . Ang minus sign nagpakita nga ang elevator mobiyahe pataas.
5. Usa ka 60-kg nga butang sa usa ka elevator ang mipaspas paubos sa 3 m/s 2. Unsa ang puwersa nga gihimo sa mga butang sa salog sa elevator.
Nailhan:
Misa (m) = 60 kg
Timbang (w) = mg = (60 kg)(10 m/s² ) = 600 kg m/s² = 600 Newtons
Pagpadali sa elevator (a) = 3 m/s² , paubos
Gipangita: Kusog nga gihimo sa usa ka butang sa salog sa elevator.
Solusyon:
Ang elevator mipaspas paubos sa 3 m/s . Ang puwersa nga molihok paubos adunay plus sign ug ang puwersa nga molihok pataas adunay minus sign.
w – N = ma
N = w – ma
N = 600 – (60)(3)
N = 600 – 180
N = 420 Newton
Kusog nga gihimo sa butang sa salog sa elevator = 420 N.
6. Duha ka bloke ang gikonektar sa usa ka pisi nga nagdagan ibabaw sa usa ka pulley. Balewalaa ang masa sa pisi ug pulley ug ang bisan unsang friction sa pulley. Ang masa sa bloke A kay 6 kg ug ang masa sa bloke B kay 2 kg. Ang acceleration tungod sa grabidad kay 10 m/s² . Unsa ang tension force?
Nailhan:
m A = 6 kg, m B = 2 kg, g = 10 m/s 2
w A = m A g = (6 kg)(10 m/ s² ) = 60 kg m/ s²
w B = m B g = (2 kg)(10 m/ s² ) = 20 kg m/ s²
Gipangita: puwersa sa tensyon (T)?
Solusyon:
Ang w A > w B aron ang m A molihok paubos , ang m B molihok pataas.
Ikaduhang balaod ni Newton:
Σ F = ma
w A – w B = (m A + m B ) a
60 – 20 = (6 + 2) usa ka
40 = (8) usa ka
a = 40 / 8 = 5 m/ s²
Kusog sa tensyon:
m A molihok paubos:
w A – T A = m A a
60 – T A = (6)(5)
60 – TA = 30
TA = 60 – 30
T2 = 30 Newton
m B molihok pataas:
T B – w B = m B a
T B – 20 = (2)(5)
T B – 20 = 10
T B = 10 + 20
T1 = 30 Newton
Pwersa sa tensyon (T) = 30 Newtons.
7. Misa sa butang A = 5 kg, akselerasyon tungod sa grabidad (g) = 10 ms -2 . Ang butang A molihok paubos sa 2.5 ms -2 . Unsa ang masa sa B?
Nailhan:
Misa A (mA ) = 5 kg
Pagpadali tungod sa grabidad (g) = 10 m/s 2
Pagpadali sa butang A (a) = 2.5 m/ s²
Timbang A (w A ) = (m A )(g) = (5)(10) = 50 Newtons
Gipangita: Misa sa butang B (m B )
Solusyon:
Ang bloke A molihok paubos mao nga ang gibug-aton sa butang A (wA ) mas dako kay sa gibug-aton sa butang B (wB ).
Ipadapat ang ikaduhang balaod ni Newton:
Σ F = ma
w A – w B = (m A + m B ) a
50 – (mB ) (10) = (5 + mB ) (2.5)
50 – 10 m B = 12.5 + 2.5 m B
50 – 12.5 = 2.5 m B + 10 m B
37.5 = 12.5 m B
mB = 3 kg
8. Ang tulin tungod sa grabidad kay 10 m/s² . Unsa ang puwersa sa tensyon.
Nailhan:
Misa sa butang 1 (m1) = 2 kilos
Misa sa butang 2 (m² ) = 2 kg
Pagpadali tungod sa grabidad (g) = 10 m/s 2
Timbang 1 (w1 ) = (m1 ) (g) = (2 kg)(10 m/ s2 ) = 20 kg m/ s2
Timbang 2 (w2 ) = (m2 ) (g) = (3 kg)(10 m/ s2 ) = 30 kg m/ s2
Gipangita: puwersa sa tensyon (T)
Solusyon:
Ang w 2 > w 1 aron ang m 2 molihok paubos ug ang m 1 molihok pataas.
Ikaduhang balaod sa paglihok ni Newton:
Σ F = ma
w2 – w1 = ( m1 + m2 ) a
30 – 20 = (2 + 3) usa ka
10 = (5) usa ka
a = 10 / 5 = 2 m/ s².
Pwersa sa tensyon?
Ang m2 molihok paubos
w2 – T2 = m2a
30 – T 2 = (3)(2)
30 – T 2 = 6
T2 = 30 – 6
T2 = 24 Newton
Ang m 1 molihok pataas
T 1 – w 1 = m 1 a
T 1 – 20 = (2)(2)
T1 – 20 = 4
T1 = 20 + 4
T1 = 24 Newton
Pwersa sa tensyon (T) = 24 Newtons.
- Pangutana: Ngano nga ang unang balaod sa paglihok ni Newton nagpasiugda sa kamahinungdanon sa mga pwersa sa gawas sa pag-usab sa kahimtang sa paglihok sa usa ka butang? Tubag: Ang unang balaod sa paglihok ni Newton, nga sagad gitawag nga balaod sa inertia, nag-ingon nga ang usa ka butang magpabilin nga hilom o anaa sa uniporme nga paglihok sa usa ka tul-id nga linya gawas kon kini gipalihok sa usa ka eksternal nga puwersa. Kini nga balaod nagpasiugda nga ang mga eksternal nga pwersa, ug dili ang internal nga mga kalidad sa butang mismo, ang makausab sa kahimtang sa paglihok niini.
- Pangutana: Giunsa paglambigit sa ikaduhang balaod ni Newton ang puwersa, masa, ug akselerasyon? Tubag: Ang ikaduhang balaod sa paglihok ni Newton nag-ingon nga ang puwersa nga naglihok sa usa ka butang katumbas sa masa sa maong butang nga gipadaghan sa pagpadali niini (). Kini nagtukod og direktang proporsyonalidad tali sa puwersa ug akselerasyon ug usa ka baliktad nga proporsyonalidad tali sa masa ug akselerasyon, kon gihatag ang kanunay nga puwersa.
- Pangutana: Ngano nga dili nimo mabati ang paglihok sa Yuta bisan kung kini kanunay nga naglihok? Tubag: Kini usa ka ilustrasyon sa unang balaod ni Newton. Kita, uban sa Yuta ug sa tanan nga anaa niini, naglihok nga parehas. Kung walay eksternal nga pwersa nga makausab niining kahimtang sa paglihok, walay pagbati sa pagpadali o pagbag-o, nga daw wala kita naglihok.
- Pangutana: Giunsa pagpatin-aw sa ikatulong balaod ni Newton ang aksyon sa usa ka rocket sa kawanangan? Tubag: Ang ikatulong balaod ni Newton nag-ingon nga sa matag aksyon, adunay parehas ug magkaatbang nga reaksyon. Ang usa ka rocket sa kawanangan moduso sa iyang kaugalingon pinaagi sa pagpagawas sa mga gas nga tambutso paatras. Ang aksyon mao ang paglihok sa gas paatras, ug ang reaksyon mao ang paglihok sa rocket paabante.
- Pangutana: Ngano nga mopadayon ka man sa unahan sa sakyanan kung kini kalit nga mohunong? Tubag: Sumala sa unang balaod ni Newton, ang imong lawas magpadayon sa paglihok niini (paabante) kung mohunong ang sakyanan. Gawas kung adunay puwersa (sama sa seatbelt) nga molihok kanimo, magpadayon ka sa paglihok sa unahan tungod sa inertia.
- Pangutana: Kon ang usa ka balhibo ug martilyo ihulog sa vacuum, unsa ang matagna sa mga balaod ni Newton bahin sa ilang paglihok? Tubag: Sa usa ka vacuum, walay resistensya sa hangin. Base sa una ug ikaduhang balaod ni Newton, ang balhibo ug ang martilyo kinahanglan nga mahulog sa parehas nga gikusgon ug moigo sa yuta sa parehas nga oras tungod kay ang bugtong puwersa nga molihok niini mao ang grabidad.
- Pangutana: Sa unsang paagi ang airbag makapakunhod sa posibilidad sa kadaot atol sa aksidente sa sakyanan? Tubag: Ang unang balaod ni Newton nagpakita nga ang usa ka butang nga naglihok magpabilin nga naglihok. Sa usa ka pagkabangga, ang paglihok sa usa ka tawo nagpadayon. Ang airbag naghatag og usa ka unlan nga nawong nga nagdugang sa oras sa paghinay, sa ingon nagpamenos sa puwersa nga nasinati sa tawo sumala sa .
- Pangutana: Ngano nga mas sayon ang pagduso sa usa ka walay sulod nga shopping cart kaysa sa usa ka puno nga shopping cart? Tubag: Ang ikaduhang balaod ni Newton () nagsugyot nga sa parehas nga gidaghanon sa puwersa nga gigamit, ang usa ka butang nga adunay gamay nga masa (walay sulod nga kariton) adunay mas dako nga acceleration kaysa sa usa ka butang nga adunay mas daghang masa (karga nga puno).
- Pangutana: Ngano nga ang usa ka manlalangoy moduso sa tubig paatras aron mopadayon? Tubag: Kini usa ka demonstrasyon sa ikatulong balaod ni Newton. Kung ang manlalangoy moduso sa tubig paatras (aksyon), adunay parehas ug magkaatbang nga reaksyon nga moduso sa manlalangoy paabante.
- Pangutana: Unsa ang kalabutan sa friction sa unang balaod ni Newton? Tubag: Ang friction usa ka eksternal nga pwersa nga makaapekto sa mga butang aron kini mohinay o mohunong sa ilang paglihok. Kung walay friction (o bisan unsang eksternal nga pwersa), ang usa ka butang magpadayon sa paglihok niini hangtod sa hangtod sama sa giingon sa unang balaod ni Newton.
