Laghan gluasaid Newton - duilgheadasan agus fuasglaidhean
A’ chiad lagh gluasaid aig Newton
1. Mura h-eil feachd lom ag obair air nì, an uairsin:
(1) chan eil an nì air a luathachadh
(2) nì aig fois
(3) atharrachadh luaths nì = 0
(4) chan urrainn don nì siubhal aig astar cunbhalach
Dè an aithris a tha ceart?
Solution
An aithris cheart:
(1) Chan eil an nì air a luathachadh
Bidh an fheachd lom ag adhbhrachadh luathachadh nì. Mar sin mura h-eil feachd lom ann, chan eil nithean air an luathachadh.
(2) Nì aig fois
Tha a’ chiad lagh aig Newton mu ghluasad ag ràdh mura h-eil feachd lom ag obair air nì, gu bheil an nì an-còmhnaidh aig fois no gu bheil an nì an-còmhnaidh a’ siubhal aig astar cunbhalach.
(3) Atharrachadh astar nì = 0
Atharrachadh astair = luathachadh. Chan eil atharrachadh astair a’ ciallachadh nach eil luathachadh ann. Mura h-eil luathachadh ann, chan eil feachd lom ag obair air nì.
2. Cuideam neach ann an lioft aig fois = 500 N. Tha luathachadh air sgàth grabhataidh 10 m/s² . Nuair a luathaicheas an lioft, tha an fheachd teannachaidh 750 N. Dè a th' ann an luathachadh an lioft?
Aithnichte:
Cuideam neach (w) = 500 Newton = 500 kg ms –2 (togail aig fois)
Luathachadh grabhataidh (g) = 10 ms –2
Tomad neach (m) = 500 / 10 = 50 kg
Feachd teannachaidh (T) = 750 N (luathachadh togail)
Chaidh dearmad a dhèanamh air mais an lioft.
A dhìth: Luathachadh àrdairean
fuasgladh:
Àrdaichear aig fois, gun luathachadh (a = 0). Tha soidhne a bharrachd aig feachd ag obair suas agus soidhne a-mach à feachd ag obair sìos.
ΣF = ma
T – w = 0
T = w
T = 500 Niùton
Ma luathaicheas an lifta sìos, is e 500 N an fheachd teannachaidh as lugha. Air neo, ma luathaicheas an lifta suas, is e 500 N an fheachd teannachaidh.
Tha an fheachd teannachaidh = 750 N leis gu bheil an lioft a’ luathachadh suas. Tha soidhne plus aig feachd a tha ag obair suas agus soidhne minus aig feachd a tha ag obair sìos.
T – w = ma
750 – 500 = 50
250 = 50 a
a = 250 / 50
a = 5.0 ms –2
3. Luathaich neach 60kg ann an lioft sìos aig 3 m/s² . Ma tha an luathachadh air sgàth grabhataidh 10 m/s² , dè an fheachd àbhaisteach a chuireas làr an lioft air an neach?
Aithnichte:
Tomad (m) = 60 kg
Luathachadh neach agus lioft (a) = 3 m/ s²
Luathachadh air sgàth grabhataidh (g) = 10 m/ s²
Cuideam (w) = mg = (60)(10) = 600 Niùtan
A dhìth: An fheachd àbhaisteach (N)
fuasgladh:
Tha dà fheachd ag obair air an neach san lioft, is iad sin cuideam (w) an neach agus an fheachd àbhaisteach (N) a chuireas an làr air an neach. Tha trì meudan vectar ann, is iad sin cuideam (w), feachd àbhaisteach (N) agus luathachadh an lioft, far a bheil cuideam ag obair sìos, an fheachd àbhaisteach ag obair suas, agus luathachadh an lioft sìos. Tha soidhne a bharrachd aig meudan vectar a tha ag obair sìos agus soidhne a-mach à sin aig meudan vectar a tha ag obair suas.
∑F = ma
w – N = (60)(3)
600 – N = 180
N = 600 – 180
N = 420 Niùton
4. Luathaich nì 40kg ann an lioft suas. Ma chuireas làr an lioft 520 N air nì agus ma tha luathachadh air sgàth grabhataidh 10 m/s² . Dè an luathachadh a th’ aig an lioft?
Aithnichte:
Tomad (m) = 40 kg
Feachd àbhaisteach (N) = 520 N
Luathachadh air sgàth grabhataidh (g) = 10 m/ s²
cuideam (w) = mg = (40)(10) = 400 N
A dhìth: Luathachadh an àrdaichear
fuasgladh:
∑F = ma
400 – 520 = (40)(a)
-120 = (40)(a)
a = -120/40
a = -3 m/ s²
Tha luathachadh an lioft 3 m/s² . Tha an comharra minus a’ comharrachadh gu bheil an lioft a’ siubhal suas.
5. Luathaich nì 60-kg ann an lioft sìos aig 3 m/s² . Dè an fheachd a chuireas nithean air làr an lioft?
Aithnichte:
Tomad (m) = 60 kg
Cuideam (w) = mg = (60 kg)(10 m/s² ) = 600 kg m/s² = 600 Niùtan
Luathachadh an àrdaichear (a) = 3 m/s² , sìos
A dhìth: Feachd a chuireas nì air làr an lifta.
fuasgladh:
Luathaich an lioft sìos aig 3 m/s . Tha soidhne puing aig an fheachd a tha ag obair sìos agus tha soidhne minus aig an fheachd a tha ag obair suas.
w – N = ma
N = w – ma
N = 600 – (60)(3)
N = 600 – 180
N = 420 Niùton
Feachd a chuireas an nì air làr an lifta = 420 N.
6. Tha dà bhloca ceangailte ri chèile le corda a tha a’ ruith thairis air ulóg. Na toir aire do mhais a’ chorda agus na ulóg agus frith-bhualadh sam bith anns an ulóg. Tha mais bloc A 6 kg agus mais bloc B 2 kg. Tha luathachadh air sgàth grabhataidh 10 m/s² . Dè an fheachd teannachaidh?
Aithnichte:
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
A dhìth: feachd teannachaidh (T)?
fuasgladh:
w A > w B agus mar sin bidh m A a’ gluasad sìos , agus m B a’ gluasad suas.
An dàrna lagh aig 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
Feachd teannachaidh:
Bidh m A a’ gluasad sìos:
w A – T A = m A a
60 – T A = (6)(5)
60 – TA = 30
TA = 60 – 30
T2 = 30 Niùton
Bidh m B a’ gluasad suas:
T B – w B = m B a
T B – 20 = (2)(5)
T B – 20 = 10
T B = 10 + 20
T1 = 30 Niùton
Feachd teannachaidh (T) = 30 Niùton.
7. Mais nì A = 5 kg, luathachadh mar thoradh air grabhataidh (g) = 10 ms -2 . Bidh nì A a’ gluasad sìos aig 2.5 ms -2 . Dè a th’ ann am mais B?
Aithnichte:
Mais A (m A ) = 5 kg
Luathachadh air sgàth grabhataidh (g) = 10 m/ s²
Luathachadh nì A (a) = 2.5 m/ s²
Cuideam A (w A ) = (m A )(g) = (5)(10) = 50 Niùtan
A dhìth: Tomad nì B ( mB )
fuasgladh:
Bidh bloc A a’ gluasad sìos agus mar sin tha cuideam nì A (wA ) nas motha na cuideam nì B (wB ).
Cuir an dàrna lagh aig Newton an sàs:
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 e 10 m/ s² an luathachadh air sgàth grabhataidh . Dè a th' anns an fheachd teannachaidh?
Aithnichte:
Tomad nì 1 (m1) = 2 cg
Tomad nì 2 (m² ) = 2 kg
Luathachadh air sgàth grabhataidh (g) = 10 m/ s²
Cuideam 1 (w 1 ) = (m 1 )(g) = (2 kg)(10 m/s 2 ) = 20 kg m/s 2
Cuideam 2 (w 2 ) = (m 2 )(g) = (3 kg)(10 m/s 2 ) = 30 kg m/s 2
A dhìth: feachd teannachaidh (T)
fuasgladh:
w 2 > w 1 agus mar sin bidh m 2 a’ gluasad sìos agus m 1 a’ gluasad suas.
An dàrna lagh gluasaid aig Newton:
Σ F = ma
w² – w¹ = ( m¹ + m² ) a
30 – 20 = (2 + 3) a
10 = (5) a
a = 10 / 5 = 2 m/ s².
Feachd teannachaidh?
Bidh m2 a’ gluasad sìos
w² – T² = m² a
30 – T2 = (3)(2)
30 – T2 = 6
T2 = 30 – 6
T2 = 24 Niùton
Bidh m 1 a’ gluasad suas
T 1 – w 1 = m 1 a
T 1 – 20 = (2)(2)
T 1 – 20 = 4
T1 = 20 + 4
T1 = 24 Niùton
Feachd teannachaidh (T) = 24 Niùton.
- Ceist: Carson a tha a’ chiad lagh gluasaid aig Newton a’ cur cuideam air cho cudromach sa tha feachdan bhon taobh a-muigh ann a bhith ag atharrachadh staid gluasaid nì? freagair: Tha a’ chiad lagh gluasaid aig Newton, ris an canar gu tric lagh na neo-sheasmhachd, ag ràdh gum fuirich nì aig fois no ann an gluasad cunbhalach ann an loidhne dhìreach mura h-eil feachd bhon taobh a-muigh ag obair air. Tha an lagh seo a’ cur cuideam air gur e na feachdan bhon taobh a-muigh, agus chan e feartan a-staigh an nì fhèin, as urrainn a staid gluasaid atharrachadh.
- Ceist: Ciamar a tha an dàrna lagh aig Newton a’ ceangal feachd, mais, agus luathachadh? freagair: Tha an dàrna lagh gluasaid aig Newton ag ràdh gu bheil an fheachd a tha ag obair air nì co-ionann ri mais an nì sin air iomadachadh leis a luathachadh (). Tha seo a’ stèidheachadh co-rèireachd dhìreach eadar feachd agus luathachadh agus co-rèireachd neo-dhìreach eadar mais agus luathachadh, ma tha feachd seasmhach ann.
- Ceist: Carson nach eil thu a’ faireachdainn an Talamh a’ gluasad eadhon ged a tha e an-còmhnaidh a’ gluasad? freagair: Seo eisimpleir de chiad lagh Newton. Tha sinn, còmhla ris an Talamh agus a h-uile càil air, a’ gluasad gu co-ionnan còmhla. Às aonais feachd bhon taobh a-muigh gus an staid gluasaid seo atharrachadh, chan eil faireachdainn luathachaidh no atharrachaidh ann, ga dhèanamh coltach gu bheil sinn nan stad.
- Ceist: Ciamar a mhìnicheas an treas lagh aig Newton gnìomh rocaid ann am fànais? freagair: Tha treas lagh Newton ag ràdh, airson gach gnìomh, gu bheil freagairt co-ionnan agus mu choinneamh ann. Bidh rocaid san fhànais ga gluasad fhèin le bhith a’ cur gasaichean sgaoilte a-mach air ais. Is e an gnìomh an gas a’ gluasad air ais, agus is e an freagairt an rocaid a’ gluasad air adhart.
- Ceist: Carson a ghluaiseas tu air adhart ann an càr nuair a stadas e gu h-obann? freagair: A rèir a’ chiad lagh aig Newton, bidh do bhodhaig a’ leantainn air adhart (air adhart) nuair a stadas an càr. Mura h-eil feachd (leithid crios-suidheachain) ag obair ort, cumaidh tu ort a’ gluasad air adhart air sgàth neo-sheasmhachd.
- Ceist: Ma thèid iteag agus òrd a leigeil sìos ann am falamh, dè as urrainn do laghan Newton a ro-innse mun ghluasad aca? freagair: Ann am falamh, chan eil strì an adhair ann. Stèidhichte air a’ chiad agus an dàrna lagh aig Newton, bu chòir don iteag agus don òrd tuiteam aig an aon astar agus bualadh air an talamh aig an aon àm leis gur e grabhataidh an aon fheachd a tha ag obair orra.
- Ceist: Ciamar a lùghdaicheas airbag cothroman leòn rè tubaist càr? freagair: Tha a’ chiad lagh aig Newton a’ comharrachadh gum fuirich nì a tha a’ gluasad na ghluasad. Ann an tubaist, bidh gluasad air adhart neach a’ leantainn. Tha an èadhar-adhair a’ toirt seachad uachdar bog a bhios ag àrdachadh ùine an lughdachadh, agus mar sin a’ lughdachadh na feachd a bhios an neach a’ fulang a rèir .
- Ceist: Carson a tha e nas fhasa cairt bhùthan falamh a phutadh na fear làn? freagair: An dàrna lagh aig Newton () a’ moladh, airson an aon uiread de fheachd a chuirear an sàs, gum bi luathachadh nas motha aig nì le nas lugha de mhais (cairt falamh) na aig nì le barrachd mais (cairt làn).
- Ceist: Carson a bhios snàmhaiche a’ putadh uisge air ais gus gluasad air adhart? freagair: Seo taisbeanadh de threas lagh Newton. Nuair a bhios an snàmhaiche a’ putadh uisge air ais (gnìomh), bidh freagairt co-ionann agus mu choinneamh ann a bhios a’ putadh an t-snàmhaiche air adhart.
- Ceist: Ciamar a tha frith-bhualadh a’ buntainn ri a’ chiad lagh aig Newton? freagair: 'S e feachd bhon taobh a-muigh a th' ann an suathadh a dh'fhaodas gnìomh a dhèanamh air nithean gus an slaodadh sìos no stad a chur air an gluasad. Às aonais suathadh (no feachd bhon taobh a-muigh sam bith eile), leanadh nì air a staid gluasaid gu bràth mar a tha air a ràdh sa chiad lagh aig Newton.
