Lwa mouvman Newton yo - pwoblèm ak solisyon

Lwa mouvman Newton yo - pwoblèm ak solisyon

Premye lwa mouvman Newton an

1. Si pa gen okenn fòs nèt ki aji sou yon objè, alò:

(1) objè a pa akselere

(2) objè an repo

(3) chanjman vitès yon objè = 0

(4) objè a pa ka vwayaje nan yon vitès konstan

Ki deklarasyon ki kòrèk?

Solisyon

Deklarasyon ki kòrèk la:

(1) Objè a pa akselere

Fòs nèt la lakòz akselerasyon yon objè. Donk, si pa gen okenn fòs nèt, objè yo pa akselere.

(2) Objè an repo

Premye lwa mouvman Newton an deklare ke si pa gen okenn fòs nèt ki aji sou yon objè, alò objè a toujou an repo oubyen objè a toujou ap vwayaje ak yon vitès konstan.

(3) Chanjman vitès yon objè = 0

Chanjman vitès = akselerasyon. Pa gen chanjman vitès vle di pa gen akselerasyon. Si pa gen akselerasyon, pa gen okenn fòs nèt ki aji sou yon objè.

Objè a nan yon asansè

2. Pwa yon moun nan yon asansè ki an repo = 500 N. Akselerasyon akòz gravite se 10 m/s²Lè asansè a akselere, fòs tansyon an se 750 N. Ki akselerasyon asansè a?

Li te ye:

Moun nan pwa (w) = 500 Newton = 500 kg ms^-2 (leve lè l ap repoze)

Akselerasyon gravite (g) = 10 ms^-2

Moun nan mas (m) = 500 / 10 = 50 kg

Fòs tansyon (T) = 750 N (leve akselere)

Yo inyore mas asansè a.

Wanted: Akselerasyon asansè a

Solisyon:

Asansè a an repo, pa gen akselerasyon (a = 0). Fòs ki aji anlè gen siy plis epi fòs ki aji anba gen siy mwens.

ΣF = ma

T – w = 0

T = w

T = 500 Newton

Si asansè a akselere desann, fòs tansyon an pi piti pase 500 N. Sinon, si asansè a akselere monte, fòs tansyon an pi gran pase 500 N.

Fòs tansyon an = 750 N paske asansè a akselere anlè. Fòs ki aji anlè gen siy plis epi fòs ki aji anba gen siy mwens.

T – w = ma

750 – 500 = 50 yon

250 = 50 yon

yon = 250/50

yon = 5.0 ms^-2

3. Yon moun ki peze 60 kg nan yon asansè te akselere desann a 3 m/s²Si akselerasyon akòz gravite a se 10 m/s², ki fòs nòmal etaj asansè a egzèse sou yon moun?

Li te ye:

Mas (m) = 60 kg

Akselerasyon moun ak asansè a (a) = 3 m/s²

Akselerasyon akòz gravite (g) = 10 m/s²

Pwa (w) = mg = (60)(10) = 600 Newton

Wanted: Fòs nòmal la (N)

Solisyon:

Gen de fòs k ap aji sou moun nan nan asansè a, ki se pwa (w) moun nan ak fòs nòmal (N) planche a egzèse sou moun nan. Gen twa kantite vektè, ki se pwa (w), fòs nòmal (N) ak akselerasyon asansè a, kote pwa a aji anba, fòs nòmal la aji anlè, akselerasyon asansè a se anba. Kantite vektè ki aji anba yo gen siy plis ak vektè. kantite Aksyon sa a anlè gen siy mwens.

∑F = ma

w – N = (60)(3)

600 – N = 180

N = 600 – 180

N = 420 Newton

4. Yon objè 40 kg nan yon asansè akselere anlè. Si planche asansè a egzèse 520 N sou objè a epi akselerasyon akòz gravite a se 10 m/s²Ki akselerasyon asansè a?

Li te ye:

Mas (m) = 40 kg

Fòs nòmal (N) = 520 N

Akselerasyon akòz gravite (g) = 10 m/s²

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

Rechèch: Akselerasyon asansè a

Solisyon:

∑F = ma

400 – 520 = (40)(a)

-120 = (40)(a)

yon = -120/40

yon = -3 m/s²

Akselerasyon asansè a se 3 m/s²Siy mwens la endike ke asansè a ap monte.

5. Yon objè 60 kg nan yon asansè te akselere desann a 3 m/s²Ki fòs objè yo egzèse sou planche asansè a?

Li te ye:

Mas (m) = 60 kg

Pwa (w) = mg = (60 kg)(10 m/s²) = 600 kg m/s² = 600 Newton

Akselerasyon asansè a (a) = 3 m/s², anba

Rechèch: Fòs ki egzèse pa objè yo sou planche asansè a.

Solisyon:

Asansè a akselere desann a 3 m/s. Fòs ki aji anba gen siy plis epi fòs ki aji anwo gen siy mwens.

w – N = ma

N = w – ma

N = 600 – (60)(3)

N = 600 – 180

N = 420 Newton

Fòs objè a egzèse sou planche asansè a = 420 N.

6. De blòk konekte pa yon kòd ki pase sou yon pouli. Pa konsidere mas kòd la ak pouli a ansanm ak nenpòt friksyon nan pouli a. Mas blòk A a se 6 kg epi mas blòk B a se 2 kg. Akselerasyon akòz gravite a se 10 m/s.²Ki sa ki fòs tansyon an?

Li te ye:

m_A = 6 kg, mèt_B = 2 kg, g = 10 m/s²

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

Rechèch: fòs tansyon (T)

Solisyon:

w_A > w_B pou ke m_A deplase anba, M_B deplase anlè.

Dezyèm lwa Newton an:

ΣF = ma

w_A - w_B = (m_A +m_B) Nan

60 – 20 = (6 + 2) yon

40 = (8) yon

a = 40 / 8 = 5 m/s²

Fòs tansyon:

m_A deplase anba:

w_A - T_A = m_A a

60 - T_A = (6)(5)

60 - T_A = 30

T_A = 60 - 30

T₂ = 30 Newton

m_B deplase anlè:

T_B - w_B = m_B a

T_B – 20 = (2)(5)

T_B - 20 = 10

T_B = NAN + X

T₁ = 30 Newton

Fòs tansyon (T) = 30 Newton.

7. Mas objè A = 5 kg, akselerasyon akòz gravite (g) = 10 ms^-2Objè A ap desann nan 2.5 ms.^-2Ki mas B?

Li te ye:

Mas A (m_A) = 5 kg

Akselerasyon akòz gravite (g) = 10 m/s²

Akselerasyon objè A (a) = 2.5 m/s²

Pwa A (w_A) = (m_A)(g) = (5)(10) = 50 Newton

Rechèch: Mas objè B a (m_B)

Solisyon:

Blòk A ap desann kidonk pwa objè A a (w_A) pi gwo pase pwa objè B a (w_B).

Aplike dezyèm lwa Newton an:

ΣF = ma

w_A - w_B = (m_A +m_B) Nan

50 – (mèt_B)(10) = (5 + m_B) (2.5)

50 â 10 m_B = 12.5 + 2.5 mèt_B

50 – 12.5 = 2.5 m_B + 10m_B

37.5 = 12.5 m_B

m_B = 3 kg

8. Akselerasyon akòz gravite a se 10 m/s²Ki sa ki fòs tansyon an?

Li te ye:

Mas objè 1 (m₁) = 2 kg

Mas objè 2 (m₂) = 3 kg

Akselerasyon akòz gravite (g) = 10 m/s²

Pwa 1 (w₁) = (m₁)(g) = (2 kg)(10 m/s²) = 20 kg m/s²

Pwa 2 (w₂) = (m₂)(g) = (3 kg)(10 m/s²) = 30 kg m/s²

Rechèch: fòs tansyon (T)

Solisyon:

w₂ > w₁ pou ke m₂ deplase anba epi m₁ deplase anlè.

Dezyèm lwa mouvman Newton an:

ΣF = ma

w₂ - w₁ = (m₁ +m₂) Nan

30 – 20 = (2 + 3) yon

10 = (5) yon

a = 10 / 5 = 2 m/s².

Fòs tansyon?

m₂ deplase anba

w₂ - T₂ = m₂ a

30 - T₂ = (3)(2)

30 - T₂ = 6

T₂ = 30 - 6

T₂ = 24 Newton

m₁ deplase anlè

T₁ - w₁ = m₁ a

T₁ – 20 = (2)(2)

T₁ - 20 = 4

T₁ = NAN + X

T₁ = 24 Newton

Fòs tansyon (T) = 24 Newton.

1. Kesyon: Poukisa premye lwa mouvman Newton an mete aksan sou enpòtans fòs ekstèn yo nan chanjman eta mouvman yon objè? Repons: Premye lwa mouvman Newton an, souvan rele lwa inèsi a, deklare ke yon objè ap rete an repo oswa nan mouvman inifòm nan yon liy dwat sof si yon fòs ekstèn aji sou li. Lwa sa a mete aksan sou ke se fòs ekstèn yo, epi non pa kalite entèn objè a li menm, ki ka chanje eta mouvman li.
2. Kesyon: Ki jan dezyèm lwa Newton an lye fòs, mas ak akselerasyon? Repons: Dezyèm lwa mouvman Newton an deklare ke fòs ki aji sou yon objè egal a mas objè sa a miltipliye pa akselerasyon li ($F=ma$Sa etabli yon pwopòsyonalite dirèk ant fòs ak akselerasyon epi yon pwopòsyonalite envès ant mas ak akselerasyon, lè yo bay yon fòs konstan.
3. Kesyon: Poukisa ou pa santi Latè ap deplase menm si li toujou an mouvman? Repons: Sa a se yon ilistrasyon premye lwa Newton an. Nou menm, ansanm ak Latè a ak tout sa ki sou li, n ap deplase ansanm inifòmman. San yon fòs ekstèn pou chanje eta mouvman sa a, pa gen okenn sansasyon akselerasyon oswa chanjman, sa ki fè li sanble tankou nou pa deplase.
4. Kesyon: Kijan twazyèm lwa Newton an eksplike aksyon yon fize nan espas? Repons: Twazyèm lwa Newton an di ke pou chak aksyon, gen yon reyaksyon egal e opoze. Yon fize nan espas pouse tèt li lè li ekspilse gaz echapman yo pa dèyè. Aksyon an se gaz la k ap deplase pa dèyè, epi reyaksyon an se fize a k ap deplase pa devan.
5. Kesyon: Poukisa ou avanse nan yon machin lè li kanpe sibitman? Repons: Selon premye lwa Newton an, kò w kontinye mouvman li (pou pi devan) lè machin nan kanpe. Amwenske yon fòs (tankou yon senti sekirite) aji sou ou, w ap kontinye avanse akòz inèsi.
6. Kesyon: Si yo lage yon plim ak yon mato nan yon vid, kisa lwa Newton yo ka predi sou mouvman yo? Repons: Nan yon vid, pa gen rezistans lè. Baze sou premye ak dezyèm lwa Newton yo, plim nan ak mato a ta dwe tonbe nan menm vitès la epi frape tè a an menm tan paske sèl fòs ki aji sou yo se gravite.
7. Kesyon: Kijan yon èrbag diminye chans pou yon moun blese pandan yon aksidan machin? Repons: Premye lwa Newton an endike ke yon objè an mouvman rete an mouvman. Nan yon aksidan, mouvman yon moun pou pi devan kontinye. Èrbag la bay yon sifas kousen ki ogmante tan deselerasyon an, kidonk diminye fòs moun nan sibi a dapre $F=ma$.
8. Kesyon: Poukisa li pi fasil pou pouse yon kabwa makèt vid pase yon kabwa plen? Repons: Dezyèm lwa Newton an ($F=ma$) sijere ke pou menm kantite fòs ki aplike a, yon objè ki gen mwens mas (kabwa vid) ap gen yon pi gwo akselerasyon pase yon objè ki gen plis mas (kabwa chaje).
9. Kesyon: Poukisa yon najè pouse dlo pa dèyè pou l avanse? Repons: Sa a se yon demonstrasyon twazyèm lwa Newton an. Lè najè a pouse dlo a pa dèyè (aksyon), gen yon reyaksyon egal e opoze ki pouse najè a pi devan.
10. Kesyon: Ki rapò friksyon genyen ak premye lwa Newton an? Repons: Friksyon se yon fòs ekstèn ki ka aji sou objè pou ralanti yo oswa pou kanpe mouvman yo. San friksyon (oswa nenpòt lòt fòs ekstèn), yon objè ta kontinye eta mouvman li endefiniman jan premye lwa Newton an deklare.