2 exemplos de aplicación das leis de Newton a un sistema de carga de corda e polea
1. A masa do bloque 1 é de 2 kg, a masa do bloque 2 é de 3 kg, a aceleración da gravidade é de 10 m/s2Determina (a) a magnitude e a dirección da aceleración do sistema (b) a magnitude da forza de tensión sobre a corda!
Discusión
É coñecido :
Masa do bloque 1 (m1) = 2 kg
Masa do bloque 2 (m2) = 3 kg
Aceleración da gravidade (g) = 10 m/s2
Peso do bloque 1 (w1) = m1 g = (2)(10) = 20 Newtons
Peso do bloque 2 (w2) = m2 g = (3)(10) = 30 Newtons
Jawab :
(a) magnitude e dirección da aceleración do sistema
w2 > w1 Polo tanto, o bloque 2 móvese cara abaixo, o bloque 1 móvese cara arriba. Así, o sistema móvese no sentido das agullas do reloxo. A forza na mesma dirección que o movemento do sistema é w2 e T.1, é positivo. A forza que se opón ao movemento do sistema, concretamente T2 e w1, está marcado como negativo.
A forza de tensión na corda é a mesma en todas as súas partes.
Entón T.1 =T2 =T
w2 – T + T – w1 = (m1 + m2) A
w2 - w1 = (m1 + m2) A
30 – 20 = (2 + 3) a
10 = 5 unha
a = 10 / 5
a = 2 m/s2
A magnitude da aceleración do sistema é de 2 m/s2.
(b) a magnitude da tensión na corda
Repaso do bloque 2.
Hai dúas forzas que actúan sobre o bloque 2. Primeiro, o peso do bloque 2 (w2) que se dirixe cara abaixo, na mesma dirección que o movemento do bloque 2, polo que ten signo positivo. Segundo, a forza de tensión da corda no bloque 2 (T2) que está dirixida cara arriba, en sentido contrario á dirección de movemento do bloque 2, polo que ten signo negativo. Aplica a segunda lei de Newton:
Repaso do bloque 1.
Hai dúas forzas que actúan sobre o bloque 1. Primeiro, o peso do bloque 1 (w1) que está dirixida cara abaixo, en sentido contrario á dirección de movemento do bloque 1, polo que ten signo negativo. Segundo, a forza de tensión da corda no bloque 1 (T1) que se dirixe cara arriba, na mesma dirección que o movemento do bloque 1, polo que ten signo positivo. Aplica a segunda lei de Newton:
A magnitude da forza de tensión da corda = T1 =T2 = T = 24 Newtons
2. O bloque 1 está sobre unha superficie rugosa e plana con fricción. A masa do bloque 1 é de 2 kg, a masa do bloque 2 é de 4 kg e a aceleración da gravidade é de 10 m/s.2, os coeficientes de rozamento estático e cinético son 0,4 e 0,3. O sistema está en repouso ou en movemento? Se o sistema está en movemento, determina a magnitude e a dirección da aceleración do sistema!
Discusión
A forza de tensión (T) da corda non se mostra porque, como no cálculo anterior, a forza de tensión da corda elimínase finalmente da ecuación. Se se pregunta na pregunta, cómpre mostrar a forza de tensión da corda, pero se non se pregunta na pregunta, simplemente ignóraa.
É coñecido :
Preguntado/a O sistema está parado ou en movemento? Se está en movemento, determina a magnitude e a dirección da aceleración do sistema!
Jawab :
Porque nós2 > fs (40 Newton > 8 Newton) entón o sistema móvese, onde o bloque 2 se move verticalmente cara abaixo e o bloque 1 se move horizontalmente cara á dereita. Cando o sistema está en movemento, a forza de fricción que actúa sobre o bloque 1 é a forza de fricción cinética (fk). Aplica a segunda lei de Newton:
A magnitude da aceleración do sistema é de 5,7 m/s2
[Inglés: Corpos conectados por cordas e poleas: aplicación da lei do movemento de Newton]
