Nā kānāwai neʻe o Newton - nā pilikia a me nā hoʻonā

Nā kānāwai neʻe o Newton - nā pilikia a me nā hoʻonā

Ke kānāwai mua o ka neʻe ʻana o Newton

1. Inā ʻaʻohe ikaika ʻupena e hana ana ma kahi mea, a laila:

(1) ʻaʻole i hoʻolalelale ʻia ka mea

(2) mea e hoʻomaha ana

(3) ka loli o ka wikiwiki o kahi mea = 0

(4) ʻaʻole hiki i ka mea ke hele ma ka wikiwiki mau

ʻO wai ka ʻōlelo i pololei?

pāʻoihana

ʻO ka ʻōlelo kūpono:

(1) ʻAʻole i hoʻolalelale ʻia ka mea

ʻO ka ikaika upena ke kumu o ka wikiwiki o kahi mea. No laila, inā ʻaʻohe ikaika upena a laila ʻaʻole e wikiwiki ʻia nā mea.

(2) Mea i hoʻomaha ʻia

ʻŌlelo ke kānāwai mua o ka neʻe ʻana o Newton inā ʻaʻohe ikaika upena e hana ana ma kahi mea a laila e hoʻomaha mau ana kahi mea a i ʻole e hele mau ana ka mea ma ka wikiwiki mau.

(3) ʻO ka loli o ka wikiwiki o kahi mea = 0

Ka loli o ka wikiwiki = ka wikiwiki. ʻO ka ʻole o ka loli o ka wikiwiki ʻo ia hoʻi ʻaʻohe wikiwiki. Inā ʻaʻohe wikiwiki a laila ʻaʻohe ikaika upena e hana ma kahi mea.

ʻO ka mea i loko o kahi elevator

2. ʻO ke kaumaha o ke kanaka i loko o kahi eleweka e hoʻomaha ana = 500 N. ʻO ka wikiwiki ma muli o ke koʻikoʻi he 10 m/s ^2. Ke wikiwiki ka hāpai ʻana, ʻo ka ikaika hoʻoluhi he 750 N. He aha ka wikiwiki o ka hāpai ʻana.

ʻIke ʻia:

Kaumaha o ke kanaka (w) = 500 Newton = 500 kg ms ^–2 (hāpai i ka wā hoʻomaha)

Ka wikiwiki o ke koʻikoʻi (g) = 10 ms ^–2

Ka nuipaʻa o ke kanaka (m) = 500 / 10 = 50 kg

Ka ikaika hoʻoluhi (T) = 750 N (hoʻolalelale ʻia ka hāpai ʻana)

Ua hoʻowahāwahā ʻia ke kaumaha o ka elevator.

Makemake ʻia: Hoʻolalelale ʻana o nā elevators

Lōlā:

ʻEleweka i ka wā hoʻomaha, ʻaʻohe wikiwiki (a = 0). Loaʻa ka hōʻailona hoʻohui no ka ikaika e hana i luna a loaʻa ka hōʻailona minus no ka ikaika e hana i lalo.

ΣF = ma

T – w = 0

T = w

T = 500 Newton

Inā wikiwiki ka elevator i lalo a laila ʻo ka ikaika hoʻokuʻu liʻiliʻi loa ma mua o 500 N. A i ʻole, inā wikiwiki ka elevator i luna a laila ʻoi aku ka nui o ka ikaika hoʻokuʻu ma mua o 500 N.

ʻO ka ikaika hoʻohaʻahaʻa = 750 N no ka mea e wikiwiki ana ka elevator i luna. He hōʻailona hoʻohui ko ka ikaika e hana ana i luna a he hōʻailona hoʻemi ko ka ikaika e hana ana i lalo.

T – w = ma

750 – 500 = 50 a

250 = 50 a

a = 250 / 50

a = 5.0 ms ^–2

3. Ua wikiwiki kekahi kanaka he 60 kg i loko o kahi eleweka i lalo ma 3 m/s² ^{. Inā he 10 m/ s²} ka wikiwiki ma muli o ke koʻikoʻi , he aha ka ikaika maʻamau i hoʻokau ʻia e ka papahele o ka eleweka ma luna o ke kanaka.

ʻIke ʻia:

Nuipaʻa (m) = 60 kg

Ka wikiwiki o ke kanaka a me ka elevator (a) = 3 m/s ²

Ka wikiwiki ma muli o ke koʻikoʻi (g) = 10 m/s ²

Kaumaha (w) = mg = (60)(10) = 600 Newtons

Makemake ʻia: Ka ikaika maʻamau (N)

Lōlā:

ʻElua mau mana e hana ana ma luna o ke kanaka i loko o ka elevator, ʻo ia ke kaumaha (w) o ke kanaka a me ka ikaika maʻamau (N) i hoʻokau ʻia e ka papahele ma luna o ke kanaka. ʻEkolu mau nui vector, ʻo ia ke kaumaha (w), ka ikaika maʻamau (N) a me ka wikiwiki o ka elevator, kahi e hana ai ke kaumaha i lalo, hana ka ikaika maʻamau i luna, hana ka wikiwiki o ka elevator i lalo. Loaʻa i nā nui vector e hana ana i lalo ka hōʻailona plus a me nā nui vector e hana ana i luna ka hōʻailona minus.

∑F = ma

w – N = (60)(3)

600 – N = 180

N = 600 – 180

N = 420 Newton

4. Ua piʻi wikiwiki kahi mea 40-kg i loko o kahi eleweka i luna. Inā hoʻoikaika ka papahele o ka eleweka i 520 N ma luna o ka mea a ʻo ka wikiwiki ma muli o ke koʻikoʻi he 10 m/s ^2. He aha ka wikiwiki o ka eleweka?

ʻIke ʻia:

Nuipaʻa (m) = 40 kg

Ka ikaika maʻamau (N) = 520 N

Ka wikiwiki ma muli o ke koʻikoʻi (g) = 10 m/s ²

kaumaha (w) = mg = (40)(10) = 400 N

Makemake ʻia: Ka wikiwiki o ka elevator

Lōlā:

∑F = ma

400 – 520 = (40)(a)

-120 = (40)(a)

a = -120/40

a = -3 m/s ²

ʻO ka wikiwiki o ka elevator he 3 m/s² ^. Hōʻike ka hōʻailona Minus e piʻi ana ka elevator i luna.

5. Ua wikiwiki ka mea 60-kg i loko o kahi eleweka i lalo ma 3 m/s ^2. He aha ka ikaika i hoʻokau ʻia e nā mea ma ka papahele o ka eleweka.

ʻIke ʻia:

Nuipaʻa (m) = 60 kg

Kaumaha (w) = mg = (60 kg)(10 m/s ² ) = 600 kg m/s ² = 600 Newtons

Ka wikiwiki o ka elevator (a) = 3 m/s ² , i lalo

Makemake ʻia: Ka ikaika i hoʻokau ʻia e kahi mea ma ka papahele o ka elevator.

Lōlā:

Ua hoʻolalelale ʻia ka elevator i lalo ma 3 m/s . Loaʻa ka hōʻailona hoʻohui i ka ikaika e iho ana a loaʻa ka hōʻailona minus i ka ikaika e piʻi ana.

w – N = ma

N = w – ma

N = 600 – (60)(3)

N = 600 – 180

N = 420 Newton

Ka ikaika i hoʻokau ʻia e ka mea ma ka papahele o ka elevator = 420 N.

6. Ua hoʻopili ʻia ʻelua mau poloka e ke kaula e holo ana ma luna o kahi pulley. E hoʻowahāwahā i ke kaumaha o ke kaula a me ka pulley a me kekahi friction i loko o ka pulley. ʻO ke kaumaha o ka poloka A he 6 kg a ʻo ke kaumaha o ka poloka B he 2 kg. ʻO ka wikiwiki ma muli o ke umekaumaha he 10 m/s ^2. He aha ka ikaika tension?

ʻIke ʻia:

m _A = 6 kg, m _B = 2 kg, g = 10 m/s ²

w _A = m _A g = (6 kg)(10 m/s ² ) = 60 kg m/s ²

w _B = m _B g = (2 kg)(10 m/s ² ) = 20 kg m/s ²

Makemake ʻia: ka ikaika hoʻoluhi (T)?

Lōlā:

w _A > w _B i neʻe ai ʻo m _A i lalo , neʻe ʻo m _B i luna.

Ke kānāwai ʻelua o 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/s ²

Ka ikaika o ke kuʻina:

Neʻe ʻo m _A i lalo:

w _A – T _A = m _A a

60 – TA ₌ (6)(5)

60 – TA ₌ 30

TA = 60 – ₃₀

T ₂ = 30 Newton

Neʻe ʻo m _B i luna:

T _B – w _B = m _B a

T _B – 20 = (2)(5)

T _B – 20 = 10

T _B = 10 + 20

T ₁ = 30 Newton

Ka ikaika hoʻohaʻahaʻa (T) = 30 Newtons.

7. Ke kaumaha o ka mea A = 5 kg, ka wikiwiki ma muli o ke koʻikoʻi (g) = 10 ms ^-2 . Neʻe ka mea A i lalo ma 2.5 ms ^-2 . He aha ke kaumaha o B?

ʻIke ʻia:

Nuipaʻa A (m _A ) = 5 kg

Ka wikiwiki ma muli o ke koʻikoʻi (g) = 10 m/s ²

Ka wikiwiki o ka mea A (a) = 2.5 m/s ²

Kaumaha A (w _A ) = (m _A )(g) = (5)(10) = 50 Newtons

Makemake ʻia: Nui o ka mea B (m _B )

Lōlā:

Neʻe ka poloka A i lalo i ʻoi aku ke kaumaha o ka mea A (w _{A ) ma mua o ke kaumaha o ka mea B (w B} ).

E hoʻopili i ke kānāwai ʻelua o Newton:

Σ F = ma

w _A – w _B = (m _A + m _B ) a

50 – (m _B )(10) = (5 + m _B ) (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. ʻO ka wikiwiki ma muli o ke koʻikoʻi he 10 m/s ^2. He aha ka ikaika hoʻoluhi.

ʻIke ʻia:

Ka nuipa o ka mea 1 (m₁) = 2 kg

Ka nuipa o ka mea 2 (m2 ₎ = 3 kg

Ka wikiwiki ma muli o ke koʻikoʻi (g) = 10 m/s ²

Kaumaha 1 (w ₁ ) = (m ₁ )(g) = (2 kg)(10 m/s ² ) = 20 kg m/s ²

Kaumaha 2 (w ₂ ) = (m ₂ )(g) = (3 kg)(10 m/s ² ) = 30 kg m/s ²

Makemake ʻia: ka ikaika hoʻoluhi (T)

Lōlā:

w ₂ > w ₁ i neʻe ai ʻo m ₂ i lalo a neʻe ʻo m ₁ i luna.

Ke kānāwai ʻelua o ka neʻe ʻana o Newton:

Σ F = ma

w ₂ – w ₁ = (m ₁ + m ₂ ) a

30 – 20 = (2 + 3) a

10 = (5) a

a = 10 / 5 = 2 m/ ^s2.

Ka ikaika o ke kuʻina?

neʻe ʻo m _{2 i lalo}

w ₂ – T ₂ = m ₂ a

30 – T ₂ = (3)(2)

30 – T ₂ = 6

T ₂ = 30 – 6

T ₂ = 24 Newton

neʻe ʻo m _{1 i luna}

T ₁ – w ₁ = m ₁ a

T ₁ – 20 = (2)(2)

T ₁ – 20 = 4

T ₁ = 20 + 4

T ₁ = 24 Newton

Ka ikaika hoʻohaʻahaʻa (T) = 24 Newtons.

1. Question: No ke aha i hoʻokūpaʻa ai ke kānāwai mua o ka neʻe ʻana o Newton i ke koʻikoʻi o nā mana o waho i ka hoʻololi ʻana i ke kūlana o ka neʻe ʻana o kahi mea? pane mai: ʻO ke kānāwai mua o ka neʻe ʻana o Newton, i kapa pinepine ʻia ʻo ke kānāwai o ka inertia, e ʻōlelo ana e noho mālie kahi mea a i ʻole ma ka neʻe like ʻana ma kahi laina pololei ke ʻole e hana ʻia e kahi ikaika o waho. Hōʻike kēia kānāwai ʻo nā ikaika o waho, ʻaʻole nā ​​​​​​ʻano kūloko o ka mea ponoʻī, hiki ke hoʻololi i kona kūlana neʻe.
2. Question: Pehea e pili ai ke kānāwai ʻelua o Newton i ka ikaika, ka nuipa, a me ka wikiwiki? pane mai: ʻŌlelo ke kānāwai ʻelua o ka neʻe ʻana o Newton ua like ka ikaika e hana ana ma kahi mea me ka nuipa o kēlā mea i hoʻonui ʻia e kona wikiwiki ($F=ma$). Hoʻokumu kēia i kahi kūlike pololei ma waena o ka ikaika a me ka wikiwiki a me kahi kūlike inverse ma waena o ka nuipa a me ka wikiwiki, i hāʻawi ʻia i kahi ikaika mau.
3. Question: No ke aha ʻoe e ʻike ʻole ai i ka neʻe ʻana o ka Honua ʻoiai e neʻe mau ana ia? pane mai: He hōʻike kēia o ke kānāwai mua o Newton. ʻO mākou, me ka Honua a me nā mea a pau ma luna, ke neʻe like nei. Me ka ʻole o kahi ikaika o waho e hoʻololi i kēia kūlana o ka neʻe ʻana, ʻaʻohe manaʻo o ka wikiwiki a i ʻole ka loli, e hoʻolilo ana ia me he mea lā ua kū mākou.
4. Question: Pehea e wehewehe ai ke kānāwai ʻekolu o Newton i ka hana a kahi rocket ma ka lewa? pane mai: ʻŌlelo ke kānāwai ʻekolu o Newton no kēlā me kēia hana, aia kahi hopena like a kū'ē. Hoʻoneʻe kahi rocket ma ka lewa iā ia iho ma ka hoʻokuke ʻana i nā kinoea hoʻopau i hope. ʻO ka hana, ʻo ia ke kinoea e neʻe ana i hope, a ʻo ka hopena, ʻo ia ka rocket e neʻe ana i mua.
5. Question: No ke aha ʻoe e neʻe ai i mua i loko o ke kaʻa ke kū koke ia? pane mai: Wahi a ke kānāwai mua o Newton, hoʻomau kou kino i kona neʻe ʻana (i mua) ke kū ke kaʻa. Inā ʻaʻole e hana kahi ikaika (e like me ke kāʻei noho) ma luna ou, e hoʻomau ʻoe i ka neʻe ʻana i mua ma muli o ka inertia.
6. Question: Inā e hoʻokuʻu ʻia kahi hulu manu a me ka hāmare i loko o kahi hakahaka, he aha ka mea e hiki ai i nā kānāwai o Newton ke wānana e pili ana i kā lākou neʻe ʻana? pane mai: I loko o kahi hakahaka, ʻaʻohe kū'ē o ka ea. Ma muli o nā kānāwai mua a me ka lua o Newton, pono e hāʻule ka hulu a me ka hāmare i ka wikiwiki like a kuʻi i ka honua i ka manawa like no ka mea ʻo ka ikaika wale nō e hana ana ma luna o lākou ʻo ia ka umekaumaha.
7. Question: Pehea e hōʻemi ai kahi ʻeke ea i nā manawa kūpono o ka hōʻeha i ka wā o kahi ulia kaʻa? pane mai: Hōʻike ke kānāwai mua o Newton e noho mau ana kahi mea e neʻe ana. I kahi ulia, hoʻomau ka neʻe ʻana o ke kanaka i mua. Hāʻawi ka ʻeke ea i kahi ʻili palupalu e hoʻonui ai i ka manawa o ka deceleration, a laila e hōʻemi ana i ka ikaika i ʻike ʻia e ke kanaka e like me $F=ma$.
8. Question: No ke aha i maʻalahi ai ke kīkēkē i kahi kaʻa kūʻai hakahaka ma mua o kahi i hoʻouka ʻia? pane mai: ʻO ke kānāwai ʻelua o Newton ($F=ma$) hōʻike ʻia no ka nui like o ka ikaika i hoʻopili ʻia, ʻoi aku ka wikiwiki o kahi mea me ka nuipa liʻiliʻi (kaʻa hakahaka) ma mua o kahi mea me ka nuipa nui (kaʻa i hoʻouka ʻia).
9. Question: No ke aha e hoʻokuke ai ka mea ʻauʻau i ka wai i hope e neʻe i mua? pane mai: He hōʻike kēia o ke kānāwai ʻekolu o Newton. Ke hoʻokuke ka mea ʻauʻau i ka wai i hope (hana), aia kahi hopena like a kūʻē hoʻi e hoʻoneʻe ana i ka mea ʻauʻau i mua.
10. Question: Pehea e pili ai ka friction i ke kānāwai mua o Newton? pane mai: ʻO ka haʻihaʻi he ikaika kūwaho e hiki ke hana ma luna o nā mea e hoʻolohi iā lākou a hoʻōki paha i kā lākou neʻe ʻana. Me ka ʻole o ka haʻihaʻi (a i ʻole kekahi ikaika kūwaho ʻē aʻe), e hoʻomau kahi mea i kona kūlana neʻe no ka manawa pau ʻole e like me ka mea i ʻōlelo ʻia e ke kānāwai mua o Newton.