Lwa mouvman Newton yo - pwoblèm ak solisyon
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 ak 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.
2. Pwa yon moun nan yon asansè ki repoze = 500 N. Akselerasyon akòz gravite a se 10 m/s 2. Lè asansè a akselere, fòs tansyon an se 750 N. Ki akselerasyon asansè a?
Li te ye:
Pwa yon moun (w) = 500 Newton = 500 kg ms –2 (leve lè l repoze)
Akselerasyon gravite (g) = 10 ms –2
Mas yon moun (m) = 500 / 10 = 50 kg
Fòs tansyon (T) = 750 N (leve akselere)
Yo inyore mas asansè a.
Rechèch: Akselerasyon asansè yo
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
a = 5.0 ms –2
3. Yon moun ki peze 60 kg nan yon asansè akselere desann a 3 m/s² . Si akselerasyon akòz gravite a se 10 m/s² , ki fòs nòmal planche asansè a egzèse sou moun nan.
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
Rechèch: 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) ke 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 epi kantite vektè ki aji anlè yo 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 te akselere anlè. Si planche asansè a egzèse 520 N sou objè a epi akselerasyon akòz gravite a se 10 m/s 2 . Ki 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
Solisyon:
∑F = ma
400 – 520 = (40)(a)
-120 = (40)(a)
yon = -120/40
a = -3 m/ s²
Akselerasyon asansè a se 3 m/s² . Siy mwens la endike ke asansè a ap monte.
5. Yon objè 60 kg nan yon asansè te akselere desann ak 3 m/s 2. Ki 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
Fòs ki nesesè: Fòs yon objè egzèse sou planche asansè a.
Solisyon:
Asansè a akselere desann a 3 m/s . Fòs ki aji anba a gen siy plis epi fòs ki aji anwo a 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. Inyore mas kòd la ak pouli a epi nenpòt friksyon nan pouli a. Mas blòk A se 6 kg epi mas blòk B se 2 kg. Akselerasyon akòz gravite a se 10 m/s 2 . Ki fòs tansyon an?
Li te ye:
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
Ou vle di: fòs tansyon (T)?
Solisyon:
w A > w B konsa m A deplase anba , m B deplase anwo.
Dezyèm lwa Newton an:
Σ F = ma
w A – w B = (m A + m B ) a
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 – TA = 30
TA = 60 – 30
T2 = 30 Newton
m B deplase anlè :
T B – w B = m B a
T B – 20 = (2)(5)
TB – 20 = 10
T B = 10 + 20
T1 = 30 Newton
Fòs tansyon (T) = 30 Newton.
7. Mas objè A = 5 kg, akselerasyon akòz gravite (g) = 10 ms -2 . Objè A ap desann ak 2.5 ms -2 . Ki 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
Dezirab: Mas objè B ( m²B )
Solisyon:
Blòk A a desann, kidonk pwa objè A a (w A ) pi gran pase pwa objè B a (w B ).
Aplike dezyèm lwa Newton an:
Σ F = ma
w A – w B = (m A + m B ) a
50 – (mB ) (10) = (5 + mB ) (2.5)
50 – 10 mèt B = 12.5 + 2.5 mèt B
50 – 12.5 = 2.5 mèt B + 10 mèt B
37.5 = 12.5 mèt B
m B = 3 kg
8. Akselerasyon akòz gravitasyon an se 10 m/s 2. 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
Fòs tansyon ki nesesè (T)
Solisyon:
w2 > w1 konsa m2 deplase anba epi m1 deplase monte.
Dezyèm lwa mouvman Newton an:
Σ F = ma
w2 – w1 = ( m1 + m2 ) a
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
m 1 deplase anlè
T 1 – w 1 = m 1 a
T1 – 20 = (2)(2)
T1 – 20 = 4
T1 = 20 + 4
T1 = 24 Newton
Fòs tansyon (T) = 24 Newton.
- 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.
- 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 (Sa etabli yon pwopòsyonalite dirèk ant fòs ak akselerasyon epi yon pwopòsyonalite envès ant mas ak akselerasyon, lè yo bay yon fòs konstan.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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 .
- Kesyon: Poukisa li pi fasil pou pouse yon kabwa makèt vid pase yon kabwa plen? Repons: Dezyèm lwa Newton an () 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).
- 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.
- 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.
