Kaksi esimerkkiä Newtonin lakien soveltamisesta sileään kaltevaan tasoon (ei kitkaa)
1. Lohkon massa on 2 kg, painovoimakiihtyvyys = 10 m/s2Määritä (a) kappaletta kiihdyttävä resultanttivoima (b) kappaleen kiihtyvyyden suuruus.
Keskustelu
Lukion fysiikka
Fysiikan artikkeleita luonnonilmiöistä ym. fysiikkaan liittyen.
Esimerkki Newtonin lakien soveltamisesta karkeaan kaltevaan tasoon (kitkaa esiintyy)
Kaksi esimerkkiä Newtonin lakien soveltamisesta karkeisiin kalteviin tasoihin (kitkaa esiintyy)
1. Lohkon massa on 2 kg, painovoimakiihtyvyys = 10 m/s2, staattisen ja kineettisen kitkan kertoimet ovat 0,2 ja 0,1. Onko kappale paikallaan vai liikkuuko se? Jos kappale liikkuu, määritä (a) kappaletta kiihdyttävä resultanttivoima (b) kappaleen kiihtyvyyden suuruus ja suunta!
Keskustelu
Lineaarisen liikemäärän säilymislaki
Lineaarisen liikemäärän säilymislaki toteaa, että jos kahteen törmäävään kappaleeseen ei vaikuta ulkoinen voima, niin vauhti kappaleen liikemäärä ennen törmäystä on sama kuin kappaleen liikemäärä törmäyksen jälkeen.
Tietoja:
m1 = kappaleen 1 massa, m2 = kappaleen 2 massa
Elastinen törmäys
Elastinen törmäysmateriaali
Osittain elastisessa törmäyksessä (epätäydellisesti elastisessa törmäyksessä) liikemäärän säilymislaki pätee , kun taas kineettisen energian säilymislaki ei. Törmäyksen aikana osa kineettisestä energiasta muuttuu äänienergiaksi, lämpöenergiaksi ja sisäiseksi energiaksi. Termin "elastinen" käyttö osoittaa, että törmäyksen jälkeen kaksi kappaletta eivät sulaudu yhdeksi tai tartu toisiinsa, vaan pomppivat. Esimerkki epätäydellisesti elastisesta törmäyksestä on kahden marmorikuulan tai kahden biljardipallon välinen yksiulotteinen törmäys.
Täydellisen elastinen törmäys
Kappaleiden törmäystä kutsutaan täysin elastiseksi törmäykseksi, jos kappaleiden liikemäärä ja liike-energia ennen törmäystä ovat yhtä suuret kuin niiden liikemäärä ja liike-energia törmäyksen jälkeen. Toisin sanoen täysin elastisessa törmäyksessä sovelletaan liikemäärän säilymislakia ja kineettisen energian säilymislakia. Sana "elastinen" viittaa siihen, että törmäyksen jälkeen kappaleet eivät sulaudu yhdeksi eivätkä tartu toisiinsa, vaan pomppivat.
Osittain elastinen törmäys
Osittain elastisessa törmäyksessä (epätäydellisesti elastisessa törmäyksessä) liikemäärän säilymislaki pätee , kun taas kineettisen energian säilymislaki ei. Törmäyksen aikana osa kineettisestä energiasta muuttuu äänienergiaksi, lämpöenergiaksi ja sisäiseksi energiaksi. Termin "elastinen" käyttö osoittaa, että törmäyksen jälkeen kaksi kappaletta eivät sulaudu yhdeksi tai tartu toisiinsa, vaan pomppivat. Esimerkki epätäydellisesti elastisesta törmäyksestä on kahden marmorikuulan tai kahden biljardipallon välinen yksiulotteinen törmäys.
Painovoima ja normaalivoima
1. Paino (w)
Painovoima eli yleensä lyhennettynä paino on massaiseen kappaleeseen vaikuttava gravitaatiovoima. Painovoiman symboli on w, joka tarkoittaa paino.
Painovoiman laskemisen kaava tulee kaavasta Newtonin toinen laki :
F = ma
Käytetään painovoiman laskemiseen:
w = mg
Keterangaani :
F = voima (kansainvälinen yksikkö = Newton)
w = painovoima (kansainvälinen yksikkö = Newton)
m = kappaleen massa (kansainväliset yksiköt = kg)
= kiihtyvyys (kansainvälinen yksikkö = m/s2)
g = painovoiman kiihtyvyys (kansainväliset yksiköt = m/s2)
Voiman ja kokonaisvoiman / resultanttivoiman ymmärtäminen
1. Tyylin määritelmä
Voima on jotain, joka saa esineet kokemaan kiihtyvyysToisin sanoen voima on jotakin, joka liikuttaa, pysäyttää tai muuttaa kohteen liikesuuntaa.
Tyyli on vektorimäärä Voimalla on siis suuruus ja suunta. Voiman symboli on F (Force). F on voiman yleissymboli. Voimia on useita tyyppejä, eikä kaikilla voimatyypeillä ole symbolia F. Voiman kansainvälinen yksikkö on kg m/s2 eli Newton.
Newtonin kolmas laki
Newtonin kolmas laki toteaa, että jos kappale 1 kohdistaa voiman kappaleeseen 2, niin samaan aikaan kappale 2 kohdistaa voiman kappaleeseen 1. Kahden voiman suuruus on sama, mutta niiden suunta on vastakkainen. Toista voimaa kutsutaan vaikutukseksi, toista voimaa kutsutaan reaktioksi.
Negatiivinen merkki osoittaa voiman suunnan. F-vaikutus on positiivinen ja F-reaktio on negatiivinen. Tämä osoittaa, että vaikutus- ja reaktiovoimat ovat vastakkaisiin suuntiin.
Newtonin toinen laki
Newtonin toinen laki toteaa, että jos kappaleeseen vaikuttava resultanttivoima ei ole nolla, kappale kiihtyy. Kiihtyvyyden suuruus on verrannollinen kokonaisvoiman suuruuteen ja kääntäen verrannollinen kappaleen massaan. Kiihtyvyyden suunta on sama kuin kokonaisvoiman suunta.
