Λυμένα προβλήματα στους νόμους κίνησης του Νεύτωνα – Κανονική δύναμη
1. Ένα αντικείμενο που ακουμπά σε ένα τραπέζι, όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα. Η μάζα του αντικειμένου είναι 1 kg. Η επιτάχυνση της βαρύτητας είναι 9.8 m/s² . Προσδιορίστε την κάθετη δύναμη που ασκείται στο αντικείμενο από το τραπέζι.
Γνωστό:
Μάζα (m) = 1 kg
Επιτάχυνση της βαρύτητας (g) = 9.8 m/ s²
Βάρος (w) = mg = (1 kg)(9.8 m/s² ) = 9.8 kg m/s² = 9.8 Newton
Ζητείται: κανονική δύναμη (N)
Λύση:
Το αντικείμενο ακουμπά στο τραπέζι, επομένως η συνισταμένη δύναμη που ασκείται στο αντικείμενο είναι μηδέν (πρώτος ή δεύτερος νόμος του Νεύτωνα). Το βάρος του αντικειμένου δρα κάθετα προς τα κάτω, προς το κέντρο της Γης. Πρέπει να υπάρχει μια άλλη δύναμη στο αντικείμενο για να εξισορροπήσει τη βαρυτική δύναμη . Ένα αντικείμενο ακουμπά στο τραπέζι, έτσι ώστε το τραπέζι να ασκεί αυτήν την ανοδική δύναμη. Η δύναμη που ασκείται από το τραπέζι συχνά ονομάζεται κανονική δύναμη (N). Κανονική σημαίνει κάθετη.
Επιλέξτε την ανοδική κατεύθυνση ως θετική κατεύθυνση y. Η συνισταμένη δύναμη στο αντικείμενο είναι:
∑ Fy = 0
N – w = 0
Ν = w
Ν = mg
Ν = 9.8 Νιούτον
Η κάθετη δύναμη που ασκείται από το τραπέζι στο αντικείμενο είναι 9.8 N προς τα πάνω.
[irp]
2. Δύο αντικείμενα ακουμπούν σε ένα τραπέζι. Μάζα του αντικειμένου 1 (m 1 ) = 1 kg, μάζα του αντικειμένου 2 (m 2 ) = 2 kg, επιτάχυνση λόγω βαρύτητας (g) =9.8 m/s 2 . Προσδιορίστε το μέγεθος και την κατεύθυνση της κάθετης δύναμης που ασκείται από το m 2 στο m 1 και της κάθετης δύναμης που ασκείται από το τραπέζι στο m 2.
Λύση
Γνωστό:
Μάζα του αντικειμένου 1 (m 1 ) = 1 kg
Μάζα του αντικειμένου 2 (m 2 ) = 2 kg
Επιτάχυνση της βαρύτητας (g) = 9.8 m/ s²
Βάρος αντικειμένου 1 (w1 ) = m1 g = (1)(9.8 m/s2 ) = 9.8 kg m/s2 = 9.8 Newtons
Βάρος του αντικειμένου 2 (w2 ) = m2 g = (2)(9.8 m/s2 ) = 19.6 kg m/s2 = 19.6 Newtons
Ζητούνται: N 1 και N 2
Λύση:
(α) Κάθετη δύναμη που ασκείται από το m 2 στο m 1 (N 1 )
N1 = w1 = 9.8 Newton
Η κατεύθυνση του N1 είναι προς τα πάνω.
(β) Κάθετη δύναμη που ασκείται από το τραπέζι στο m 2 (N 2 )
N2 = w1 + w2 = 9.8 Νιούτον + 19.6 Νιούτον = 29.4 Νιούτον
Η κατεύθυνση του N2 είναι προς τα πάνω.
[irp]
3. Ένα αντικείμενο ακουμπά πάνω στο τραπέζι. Η μάζα του αντικειμένου είναι 2 kg, η επιτάχυνση λόγω της βαρύτητας είναι 9.8 m/s² . Το μέγεθος της δύναμης F είναι 10 Newtons. Βρείτε το μέγεθος και την κατεύθυνση της κάθετης δύναμης που ασκείται από το τραπέζι στο αντικείμενο.
Λύση
Γνωστό:
Μάζα του αντικειμένου (m) = 2 kg
Επιτάχυνση λόγω βαρύτητας (g) = 9.8 m/ s²
Βάρος (w) = mg = (2 kg)(9.8 m/s² ) = 19.6 kg m/s² = 19.6 Newton
Δύναμη F (F) = 10 Newton
Ζητείται : μέγεθος και κατεύθυνση της κάθετης δύναμης (N)
Λύση:
η κατεύθυνση της κάθετης δύναμης είναι προς τα πάνω.
Μέγεθος της κανονικής δύναμης:
∑ F = 0
N – F – w = 0
N = F + w
N = 10 Νιούτον + 20 Νιούτον
Ν = 30 Νιούτον
[irp]
4. Ένα αντικείμενο που ακουμπά σε ένα τραπέζι. Η μάζα του αντικειμένου είναι 1 kg, η επιτάχυνση της βαρύτητας είναι 9,8 m/s² , η δύναμη F1 είναι 10 N και η δύναμη F2 είναι 20 N. Προσδιορίστε το μέγεθος και την κατεύθυνση της κάθετης δύναμης που ασκείται από το τραπέζι στο αντικείμενο. g = 9.8 m/ s²
Λύση
Γνωστό:
Μάζα (m) = 1 kg
Επιτάχυνση της βαρύτητας (g) = 9.8 m/ s²
Βάρος (w) = mg = (1 kg)(9.8 m/s² ) = 9.8 kg m/s² = 9.8 Newton
F1 = 10 Νιούτον
F2 = 20 Νιούτον
Ζητείται: μέγεθος και κατεύθυνση της κάθετης δύναμης (N)
Λύση:
Η κατεύθυνση της κάθετης δύναμης είναι προς τα πάνω.
Μέγεθος της κανονικής δύναμης:
∑ F = 0
N – F2 – w + F1 = 0
N = F2 + w – F1
N = 20 Νιούτον + 9.8 Νιούτον – 10 Νιούτον
Ν = 19.8 Νιούτον
[irp]
5. Μάζα αντικειμένου (m) = 2 kg, επιτάχυνση της βαρύτητας (g) = 9.8 m/s² , γωνία = 30 ° . Να βρείτε το μέγεθος και την κατεύθυνση της κάθετης δύναμης που ασκείται στο αντικείμενο.
Λύση:
w είναι το βάρος, wx είναι η οριζόντια συνιστώσα του βάρους, wy είναι μια κατακόρυφη συνιστώσα του βάρους, N είναι η κάθετη δύναμη.
Γνωστό:
μάζα (m) = 2 kg
επιτάχυνση της βαρύτητας (g) = 9.8 m/ s²
βάρος (w) = mg = (2 kg)(9.8 m/s² ) = 19.6 kg m/s² = 19.6 Newtons
w x = w sin 60 o = (19.6 N)(0.5) √ 3 = 9.8 √ 3 Newtons
w y = w cos 60 = (19.6 N)(0.5) = 9.8 Newtons
Ζητείται: κανονική δύναμη (N)
Λύση:
∑ F = 0
N – w y = 0
N = w y
Ν = 9.8 Νιούτον
[irp]
[wpdm_package id = '467 ′]
- Μάζα και βάρος
- Κανονική δύναμη
- Ο δεύτερος νόμος κίνησης του Νεύτωνα
- Δύναμη τριβής
- Κίνηση σε οριζόντια επιφάνεια χωρίς δύναμη τριβής
- Η κίνηση δύο σωμάτων με την ίδια επιτάχυνση σε τραχιά οριζόντια επιφάνεια με τη δύναμη τριβής
- Κίνηση στο κεκλιμένο επίπεδο χωρίς δύναμη τριβής
- Κίνηση σε τραχύ κεκλιμένο επίπεδο με τη δύναμη τριβής
- Κίνηση σε ασανσέρ
- Η κίνηση των σωμάτων συνδέεται με σχοινιά και τροχαλίες
- Δύο σώματα με το ίδιο μέγεθος επιτάχυνσης
- Στρογγυλοποίηση μιας επίπεδης καμπύλης – δυναμική κυκλικής κίνησης
- Στρογγυλοποίηση μιας κεκλιμένης καμπύλης – δυναμική κυκλικής κίνησης
- Ομοιόμορφη κίνηση σε οριζόντιο κύκλο
- Κεντρομόλος δύναμη σε ομοιόμορφη κυκλική κίνηση
