Beispielaufgaben zum zweiten Newtonschen Gesetz

8 Beispiele für Aufgaben zum zweiten Newtonschen Gesetz

1. Ein Objekt mit einer Masse von 1 kg bewegt sich mit einer konstanten Beschleunigung von 5 m/s.²Wie groß ist die resultierende Kraft, die den Gegenstand bewegt?
Diskussion
Ist bekannt :
Masse des Objekts (m) = 1 kg
Beschleunigung (a) = 5 m/s²
Gefragt Die resultierende Kraft, die ein Objekt bewegt
Jawab :
Das zweite Newtonsche Gesetz besagt, dass ein Objekt, auf das eine resultierende Kraft wirkt, eine Beschleunigung erfährt. Der Betrag der Beschleunigung ist direkt proportional zum Betrag der resultierenden Kraft und umgekehrt proportional zur Masse des Objekts. Die Richtung der Beschleunigung entspricht der Richtung der resultierenden Kraft. Mathematisch ausgedrückt:
Formelbeschreibung:
Sigma F = resultierende Kraft bzw. Gesamtkraft (internationale Einheit: kg m/s)² (auch bekannt als Newton)
m = Masse des Objekts (die internationale Einheit ist Kilogramm, abgekürzt kg)
a = Beschleunigung (die internationale Einheit ist Meter pro Sekunde zum Quadrat, abgekürzt m/s²)²)
Die resultierende Kraft, die das Objekt bewegt, ist also:
2. Die Masse des Blocks beträgt 1 kg, die Kraft F beträgt 2 Newton. Betrag und Richtung der Beschleunigung des Blocks sind…
Diskussion
Ist bekannt :
Masse des Blocks (m) = 1 kg
Kraft (F) = 2 Newton
Gefragt Betrag und Richtung der Beschleunigung des Blocks (a)
Jawab :
Richtung der Blockbeschleunigung = Richtung der Kraft F

3. Masse des Blocks = 2 kg, F₁ = 5 Newton, F₂ = 3 Newton. Betrag und Richtung der Beschleunigung des Blocks sind…
Diskussion
Ist bekannt :
Masse des Blocks (m) = 2 kg
F₁ = 5 Newton
F₂ = 3 Newton
Gefragt Betrag und Richtung der Beschleunigung des Blocks (a)
Jawab :
4. Masse des Blocks = 2 kg, F₁ = 10 Newton, F₂ = 1 Newton. Betrag und Richtung der Beschleunigung des Blocks sind…
Diskussion
Ist bekannt :
Masse des Blocks (m) = 2 kg
F₂ = 1 Newton
F₁ = 10 Newton
F_1x = F₁ cos 60^o = (10)(0,5) = 5 Newton
Gefragt Betrag und Richtung der Beschleunigung des Blocks (a)
Jawab :
Richtung der Blockbeschleunigung = Richtung der resultierenden Kraft = Richtung von F_1x

5 F₁ = 10 Newton, F₂ = 1 Newton, m₁ = 1 kg, m₂ = 2 kg. Betrag und Richtung der Beschleunigung des Blocks sind…

Diskussion
Ist bekannt :
Masse von Block 1 (m₁) = 1 kg
Masse von Block 2 (m₂) = 2 kg
F₁ = 10 Newton
F₂ = 1 Newton
Gefragt Betrag und Richtung der Beschleunigung des Blocks (a)
Jawab :

Richtung der Blockbeschleunigung = Richtung der resultierenden Kraft = Richtung von F₁

[Englisch : Newtons zweites Bewegungsgesetz – Probleme und Lösungen]

6. Auf einen Körper mit einer Masse von 5 kg wirken mehrere Kräfte, wie in der Abbildung dargestellt. Wenn die Reibungskraft zwischen dem Körper und der Platte null ist, beträgt die Beschleunigung des Körpers...

A. 1 m/s²
B. 4 m/s²
C. 5 m/s²
D. 9 m/s²

Diskussion

Es ist bekannt, dass:
Stil 1 (F₁) = 15 Newton (nach links)
Stil 2 (F₂) = 10 Newton (nach links)
Stil 3 (F₃) = 20 Newton (Richtung nach rechts)
Masse des Objekts (m) = 5 Kilogramm
Frage: Beschleunigung, die Objekt (a) erfährt
Antwort:

Resultierende Kraft:
∑F = F₁ + F₂ - F₃
∑F = 15 + 10 – 20
∑F = 25 – 20
∑F = 5 Newton
∑F = 5 kg m/s²
Die Richtung der resultierenden Kraft ist die gleiche wie die Richtung der Kraft 1 und die Richtung der Kraft 2, nämlich nach links.
Formel des zweiten Newtonschen Gesetzes:
∑F = ma
5 kg m/s² = (5 kg) a
5 m / s² = (5) a
a = (5 m/s²) / 5
a = 1 m/s²
Die Beschleunigung des Objekts beträgt 1 m/s.²Richtung der Objektbeschleunigung = Richtung der Objektbewegung = Richtung der resultierenden Kraft = nach links
Die richtige Antwort ist A.

7.

Betrachten Sie die Abbildung der auf den folgenden Körper wirkenden Kräfte! Wenn die Masse des Körpers 2 kg beträgt, ist die Beschleunigung, die auf den Körper wirkt, ...

A. 12,5 m/s²
B. 7,5 m/s²
C. 5,0 m/s²
D. 2,5 m/s²

Diskussion
Es ist bekannt, dass:
Stil 1 (F₁) = 10 Newton (nach links)
Stil 2 (F₂) = 10 Newton (Richtung nach rechts)
Stil 3 (F₃) = 5 Newton (Richtung nach rechts)
Masse des Objekts (m) = 2 Kilogramm
Frage: Beschleunigung, die Objekt (a) erfährt
Antwort:
Resultierende Kraft:
∑F = F₂ + F₃ - F₁
∑F = 10 + 5 – 10
∑F = 15 – 10
∑F = 5 Newton
∑F = 5 kg m/s²
Die Richtung der resultierenden Kraft ist die gleiche wie die Richtung der Kraft 2, und die Richtung der Kraft 3 zeigt nach rechts.
Formel des zweiten Newtonschen Gesetzes:
∑F = ma
5 kg m/s² = (2 kg) a
5 m / s² = (2) a
a = (5 m/s²) / 2
a = 2,5 m/s²
Die Beschleunigung des Objekts beträgt 2 m/s.²Die Richtung der Beschleunigung des Objekts entspricht der Richtung seiner Bewegung und damit der Richtung der resultierenden Kraft = nach rechts
Die richtige Antwort ist D.

8. Auf Objekt B wirken mehrere Kräfte, wie in der Abbildung gezeigt.
Wenn die Masse des Objekts B 4 kg beträgt, ist die Beschleunigung, die B erfährt, …
A. 2,5 m/s²
B. 4,0 m/s²
C. 5,0 m/s²
D. 9,0 m/s²
Diskussion
Es ist bekannt, dass:
Stil 1 (F₁) = 20 Newton (Richtung nach rechts)
Stil 2 (F₂) = 6 Newton (Richtung nach rechts)
Stil 3 (F₃) = 10 Newton (nach links)
Masse des Objekts (m) = 4 Kilogramm
Frage: Beschleunigung von B (a)
Antwort:
Resultierende Kraft:
∑F = F₁ + F₂ - F₃
∑F = 20 + 6 – 10
∑F = 26 – 10
∑F = 16 Newton
∑F = 16 kg m/s²
Die Richtung der resultierenden Kraft ist die gleiche wie die Richtung der Kraft 1, und die Richtung der Kraft 1 zeigt nach rechts.
Formel des zweiten Newtonschen Gesetzes:
∑F = ma
16 kg m/s² = (4 kg) a
16 m / s² = (4) a
a = (16 m/s²) / 4
a = 4 m/s²
Die Beschleunigung des Objekts beträgt 4 m/s.²Die Richtung der Beschleunigung des Objekts entspricht der Richtung seiner Bewegung und damit der Richtung der resultierenden Kraft = nach rechts
Die richtige Antwort ist B.