Dlíthe gluaisne Newton – fadhbanna agus réitigh
1. Mura bhfuil aon fhórsa glan ag gníomhú ar réad, ansin:
(1) ní luasghéaraítear an réad
(2) réad i riocht suaimhneach
(3) athrú luas réada = 0
(4) ní féidir leis an réad taisteal ar luas tairiseach
Cén ráiteas atá ceart?
réiteach
An ráiteas ceart:
(1) Níl an réad ag luasghéarú
Is é an fórsa glan is cúis le luasghéarú réada. Mar sin, mura bhfuil aon fhórsa glan ann, ní luasghéaraítear réada.
(2) Réad i riocht scíthe
Deir chéad dlí gluaisne Newton mura ngníomhaíonn aon fhórsa glan ar réad, go mbíonn réad i gcónaí i bhfostú nó go mbíonn an réad ag taisteal i gcónaí ag luas tairiseach.
(3) Athrú luas réada = 0
Athrú luais = luasghéarú. Gan aon athrú luais ciallaíonn sé nach bhfuil aon luasghéarú ann. Mura bhfuil aon luasghéarú ann, níl aon fhórsa glan ag gníomhú ar réad.
2. Meáchan duine in ardaitheoir agus é i riocht sosa = 500 N. Is é 10 m/s² an luasghéarú de bharr domhantarraingthe . Nuair a luasghéaraíonn an t-ardaitheoir, is é 750 N an fórsa teannais. Cad é luasghéarú an ardaitheora?
Ar a dtugtar:
Meáchan an duine (m) = 500 Newton = 500 kg ms –2 (ardú i riocht sosa)
Luasghéarú domhantarraingthe (g) = 10 ms –2
Mais an duine (m) = 500 / 10 = 50 kg
Fórsa teannas (T) = 750 N (luasghéarú ardaitheora)
Neamhaird déanta ar mhais an ardaitheora.
Ag Teastáil: Luasghéarú ardaitheoirí
Réiteach:
Ardaitheoir i riocht sosa, gan aon luasghéarú (a = 0). Tá comhartha móide ag fórsa ag gníomhú suas agus tá comhartha lúide ag fórsa ag gníomhú síos.
ΣF = ma
T – w = 0
T = w
T = 500 Niútón
Má luasghéaraíonn an t-ardaitheoir anuas, ansin is lú an fórsa teannais ná 500 N. Seachas sin, má luasghéaraíonn an t-ardaitheoir suas, ansin is mó an fórsa teannais ná 500 N.
Is é 750 N an fórsa teannais mar go luasghéaraíonn an t-ardaitheoir suas. Tá comhartha móide ag fórsa a ghníomhaíonn suas agus tá comhartha lúide ag fórsa a ghníomhaíonn síos.
T – w = ma
750 – 500 = 50
250 = 50 a
a = 250/50
a = 5.0 ms –2
3. Luasghéaraigh duine 60 kg in ardaitheoir anuas ag 3 m/s² . Más é 10 m/ s² an luasghéarú de bharr domhantarraingthe , cad é an fórsa gnáth a fheidhmíonn urlár an ardaitheora ar an duine?
Ar a dtugtar:
Mais (m) = 60 kg
Luasghéarú duine agus ardaitheora (a) = 3 m/ s²
Luasghéarú de bharr domhantarraingthe (g) = 10 m/ s²
Meáchan (w) = mg = (60)(10) = 600 Niútan
Ag Teastáil: An fórsa gnáth (N)
Réiteach:
Tá dhá fhórsa ag gníomhú ar an duine san ardaitheoir, is iad sin meáchan (w) an duine agus an fórsa gnáth (N) a fheidhmíonn an t-urlár ar an duine. Tá trí chainníocht veicteora ann, is iad sin meáchan (w), fórsa gnáth (N) agus luasghéarú an ardaitheora, áit a n-oibríonn an meáchan anuas, oibríonn an fórsa gnáth suas, agus luasghéarú an ardaitheora anuas. Tá comhartha móide ag cainníochtaí veicteora a ghníomhaíonn anuas agus tá comhartha lúide ag cainníochtaí veicteora a ghníomhaíonn suas.
∑F = ma
w – N = (60)(3)
600 – N = 180
N = 600 – 180
N = 420 Niútón
4. Luasghéaraigh réad 40 kg in ardaitheoir suas. Má chuireann urlár an ardaitheora 520 N i bhfeidhm ar an réad agus má tá luasghéarú de bharr domhantarraingthe 10 m/s² . Cad é luasghéarú an ardaitheora?
Ar a dtugtar:
Mais (m) = 40 kg
Fórsa gnáth (N) = 520 N
Luasghéarú de bharr domhantarraingthe (g) = 10 m/ s²
meáchan (m) = mg = (40)(10) = 400 N
Ag Teastáil: Luasghéarú an ardaitheora
Réiteach:
∑F = ma
400 – 520 = (40)(a)
-120 = (40)(a)
a = -120/40
a = -3 m/ s²
Is é 3 m/ s² luasghéarú an ardaitheora . Léiríonn an comhartha lúide go dtaistealaíonn an t-ardaitheoir suas.
5. Luasghéaraigh réad 60 kg in ardaitheoir anuas ag 3 m/s² . Cad é an fórsa a fheidhmíonn rudaí ar urlár an ardaitheora?
Ar a dtugtar:
Mais (m) = 60 kg
Meáchan (w) = mg = (60 kg)(10 m/s² ) = 600 kg m/s² = 600 Niútan
Luasghéarú an ardaitheora (a) = 3 m/s² , síos
Ag Teastáil: Fórsa a fheidhmíonn réad ar urlár an ardaitheora.
Réiteach:
Luasghéaraigh an t-ardaitheoir anuas ag 3 m/s . Tá comhartha móide ag an bhfórsa a ghníomhaíonn anuas agus tá comhartha lúide ag an bhfórsa a ghníomhaíonn suas.
w – N = ma
N = w – ma
N = 600 – (60)(3)
N = 600 – 180
N = 420 Niútón
Fórsa a fheidhmíonn an réad ar urlár an ardaitheora = 420 N.
6. Tá dhá bhloc ceangailte le chéile le corda atá ag rith thar ulóg. Déan neamhaird de mhais an chorda agus na ulóige ná d’aon fhrithchuimilt san ulóg. Is é 6 kg mais bhloc A agus is é 2 kg mais bhloc B. Is é 10 m/s² an luasghéarú de bharr domhantarraingthe . Cad é an fórsa teannais?
Ar a dtugtar:
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
Ag teastáil: fórsa teannais (T)?
Réiteach:
w A > w B ionas go mbogann m A síos , agus go mbogann m B suas.
An dara dlí de chuid Newton:
Σ F = ma
w A – w B = (m A + m B ) a
60 – 20 = (6 + 2) a
40 = (8) a
a = 40 / 8 = 5 m/ s²
Fórsa teannas:
Bogann m A síos:
w A – T A = m A a
60 – T A = (6)(5)
60 – TA = 30
TA = 60 – 30
T2 = 30 Niútón
Bogann m B suas:
T B – w B = m B a
T B – 20 = (2)(5)
T B – 20 = 10
T B = 10 + 20
T1 = 30 Niútón
Fórsa teannas (T) = 30 Niútan.
7. Mais réada A = 5 kg, luasghéarú de bharr domhantarraingthe (g) = 10 ms -2 . Bogann réad A anuas ag 2.5 ms -2 . Cad é mais B?
Ar a dtugtar:
Mais A (m A ) = 5 kg
Luasghéarú de bharr domhantarraingthe (g) = 10 m/ s²
Luasghéarú réada A (a) = 2.5 m/ s²
Meáchan A (w A ) = (m A )(g) = (5)(10) = 50 Niútan
Ag Teastáil: Mais réada B ( mB )
Réiteach:
Bogann bloc A síos agus mar sin tá meáchan réada A (w A ) níos mó ná meáchan réada B (w B ).
Cuir an dara dlí de chuid Newton i bhfeidhm:
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
m B = 3 kg
8. Is é 10 m/ s² an luasghéarú de bharr domhantarraingthe . Cad é an fórsa teannais?
Ar a dtugtar:
Mais réada 1 (m1) = 2 kg
Mais réada 2 (m² ) = 3 kg
Luasghéarú de bharr domhantarraingthe (g) = 10 m/ s²
Meáchan 1 (w 1 ) = (m 1 )(g) = (2 kg )(10 m/s 2 ) = 20 kg m/s 2
Meáchan 2 (w 2 ) = (m 2 )(g) = (3 kg )(10 m/s 2 ) = 30 kg m/s 2
Fórsa teannais (T) atá ag teastáil
Réiteach:
w 2 > w 1 ionas go mbogann m 2 anuas agus m 1 suas.
Dara dlí gluaiseachta Newton:
Σ F = ma
w² – w¹ = ( m¹ + m² ) a
30 – 20 = (2 + 3) a
10 = (5) a
a = 10 / 5 = 2 m/ s².
Fórsa teannas?
Bogann m2 síos
w² – T² = m² a
30 – T2 = (3)(2)
30 – T2 = 6
T2 = 30 – 6
T2 = 24 Niútón
Bogann m 1 suas
T1 – w1 = m1 a
T1 – 20 = (2)(2)
T 1 – 20 = 4
T1 = 20 + 4
T1 = 24 Niútón
Fórsa teannas (T) = 24 Niútan.
- Ceist: Cén fáth a leagann chéad dlí gluaisne Newton béim ar thábhacht fórsaí seachtracha maidir le staid ghluaisne réada a athrú? Freagra: Deir an chéad dlí gluaisne de chuid Newton, ar a dtugtar dlí na táimhe go minic, go bhfanfaidh réad i riocht suaimhneach nó i ngluaiseacht aonfhoirmeach i líne dhíreach mura ngníomhóidh fórsa seachtrach air. Leagann an dlí seo béim ar an bhfíric gurb iad na fórsaí seachtracha, agus ní cáilíochtaí inmheánacha an réada féin, is féidir leo a staid ghluaisne a athrú.
- Ceist: Cén chaoi a nascann an dara dlí de chuid Newton fórsa, mais agus luasghéarú? Freagra: Deir an dara dlí gluaisne de chuid Newton go bhfuil an fórsa atá ag gníomhú ar réad cothrom le mais an réada sin iolraithe faoina luasghéarú (Bunaíonn sé seo comhréireacht dhíreach idir fórsa agus luasghéarú agus comhréireacht inbhéartach idir mais agus luasghéarú, i gcás ina bhfuil fórsa tairiseach i bhfeidhm.
- Ceist: Cén fáth nach mbraitheann tú an Domhan ag gluaiseacht cé go bhfuil sé i gcónaí ag gluaiseacht? Freagra: Seo léiriú ar chéad dlí Newton. Táimidne, mar aon leis an Domhan agus gach rud atá air, ag bogadh go haonfhoirmeach le chéile. Gan fórsa seachtrach chun an staid ghluaiseachta seo a athrú, níl aon mhothú luasghéaraithe ná athraithe ann, rud a fhágann go bhfuil cuma orainn go bhfuilimid ina stad.
- Ceist: Conas a mhíníonn tríú dlí Newton gníomh roicéid sa spás? Freagra: Deir an tríú dlí de chuid Newton go mbíonn imoibriú cothrom agus os coinne ann i ngach gníomh. Tiomáineann roicéad sa spás é féin trí gháis sceite a scaoileadh ar gcúl. Is é an gníomh an gás ag bogadh ar gcúl, agus is é an t-imoibriú an roicéad ag bogadh ar aghaidh.
- Ceist: Cén fáth a mbogann tú ar aghaidh i gcarr nuair a stopann sé go tobann? Freagra: De réir chéad dlí Newton, leanann do chorp ar aghaidh ina staid ghluaiseachta (ar aghaidh) nuair a stopann an carr. Mura ngníomhaíonn fórsa (cosúil le crios sábhála) ort, leanfaidh tú ar aghaidh ag bogadh mar gheall ar an táimhe.
- Ceist: Má thiteann cleite agus casúr i bhfolús, cad is féidir le dlíthe Newton a thuar faoina ngluaiseacht? Freagra: I bhfolús, níl aon fhriotaíocht aeir ann. Bunaithe ar chéad agus dara dlí Newton, ba chóir don chleite agus don casúr titim ag an ráta céanna agus bualadh leis an talamh ag an am céanna mar is é an domhantarraingt an t-aon fhórsa atá ag gníomhú orthu.
- Ceist: Conas a laghdaíonn mála aeir an seans go dtarlóidh gortú le linn timpiste gluaisteáin? Freagra: Léiríonn chéad dlí Newton go bhfanann réad atá ag gluaiseacht i ngluaiseacht. I dtimpiste, leanann gluaiseacht ar aghaidh duine. Soláthraíonn an mála aeir dromchla stuáilte a mhéadaíonn an t-am luasmhoillithe, rud a laghdaíonn an fórsa a bhíonn ag an duine de réir .
- Ceist: Cén fáth go bhfuil sé níos éasca tralaí siopadóireachta folamh a bhrú ná ceann atá lán? Freagra: Dara dlí Newton () le fios, i gcás an méid céanna fórsa a chuirtear i bhfeidhm, go mbeidh luasghéarú níos mó ag réad a bhfuil mais níos lú aige (cairt folamh) ná mar a bheidh ag réad a bhfuil mais níos mó aige (cairt luchtaithe).
- Ceist: Cén fáth a mbrúnn snámhóir uisce siar chun bogadh ar aghaidh? Freagra: Seo léiriú ar thríú dlí Newton. Nuair a bhrúnn an snámhaí uisce siar (gníomh), bíonn imoibriú comhionann agus os coinne ann a bhrúnn an snámhaí ar aghaidh.
- Ceist: Cén bhaint atá ag frithchuimilt le chéad dlí Newton? Freagra: Is fórsa seachtrach í an fhrithchuimilt a fhéadann gníomhú ar rudaí chun iad a mhoilliú nó a ngluaiseacht a stopadh. Gan fhrithchuimilt (nó aon fhórsa seachtrach eile), leanfadh réad ar aghaidh lena staid ghluaiseachta go deo mar a luaitear i gcéad dlí Newton.
