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
Se tiedetään :
Lohkon massa (m) = 2 kg
Painovoimakiihtyvyys (g) = 10 m/s2
Lohkon paino (w) = mg = (2)(10) = 20 Newtonia
wx = w sin 30 = (20)(0,5) = 10 Newtonia
wy = w cos 30 = (20)(0,5√3) = 10√3 Newtonia
Vastaus:
(A) resultanttivoima, joka kiihdyttää lohkoa
Sileä kalteva taso, jossa kitkan oletetaan puuttuvan. Siksi kappaleen liikkeeseen vaikuttava voima on vain wx
(B) lohkon suuri kiihtyvyys
Lohkon kiihtyvyyden suuruus on 5 m/s2, lohkon kiihtyvyyden suunta on alaspäin.
2. Lohko on tasaisella, kitkattomalla kaltevalla tasolla. Lohkon massa on 3 kg ja painovoimakiihtyvyys on 10 m/s.2Määritä voiman F suuruus, jos (a) kappale on edelleen paikallaan (b) kappale liikkuu alaspäin 2 m/s kiihtyvyydellä2 (c) lohko liikkuu ylöspäin vakiokiihtyvyydellä 2 m/s2.
Keskustelu
Se tiedetään :
Lohkon massa (m) = 3 kg
Painovoimakiihtyvyys (g) = 10 m/s2
Lohkon paino (w) = mg = (3)(10) = 30 Newtonia
wx = w sin 30 = (30)(0,5) = 15 Newtonia
wy = w cos 30 = (30)(0,5√3) = 15√3 Newtonia
Vastaus:
(a) Määritä F, jos kappale on levossa.
Newtonin ensimmäinen laki sanoo, että kappale on levossa, jos resultanttivoima on nolla.
(b) Määritä F, jos kappale liikkuu alaspäin kiihtyvyydellä 2 m/s2
(c) Määritä F, jos kappale liikkuu ylöspäin vakiokiihtyvyydellä 2 m/s2
[englanniksi: Liike kaltevalla tasolla ilman kitkavoimaa]
