תנועה על מישור משופע ללא כוח חיכוך – יישום בעיות ופתרונות של חוק התנועה של ניוטון

1. Box’s מסה = 2 ק"ג, תאוצה עקב כוח הכבידה = 9.8 מטר/שנייה². Find (a) the net force which accelerates the box downward (b) magnitude of the box’s האצה.

פתרון

ידוע:

מסה (מ"ר) = 2 ק"ג

תאוצה עקב כוח הכבידה (g) = 9.8 מטר/שנייה²

מִשׁקָל (w) = mg = (2)(9.8) = 19.6 ניוטון

w_x = w sin 30 = (19.6)(0.5) = 9.8 Newton

w_y = w cos 30 = (19.6)(0.5√3) = 9.8√3 Newton

פתרון:

() השמיים net force which accelerates the box

Inclined plane is smooth, so there is no friction force. The only force which acts on the object is w_x.

∑F = w_x

∑F = 9.8 ניוטון

(ב) magnitude of the acceleration

∑F = ma

9.8 = (2) א

א = 9.8 / 2

a = 4.9 מטר/שנייה²

גודל התאוצה הוא 4.9 מטר/שנייה², direction of the acceleration is downward.

2. מישור משופע is smooth so there is no כוח החיכוך. Object’s mass is 3 kg, acceleration due to gravity is 9.8 m/s². Determine the magnitude of the force F if (a) object is at rest (b) object is moving downward with constant acceleration 2 m/s² (c) object is moving upward with a constant acceleration of 2 m/s².

פתרון

ידוע:

מסה (מ"ר) = 3 ק"ג

תאוצה עקב כוח הכבידה (g) = 9.8 מטר/שנייה²

משקל (w) = מ"ג = (3)(9.8) = 29.4 ניוטון

w_x = w sin 30 = (29.4)(0.5) = 14.7 Newton

w_y = w cos 30 = (29.4)(0.5√3) = 14.7√3 Newton

פתרון:

(a) The magnitude of the force F if an object is at rest

החוק הראשון של ניוטון of motion states that if an object is at rest, the net force acts on the object is zero.

∑F = 0

פ – וו_x = 0

F = w_x

F = 14.7 ניוטון

(b) The magnitude of the force F if an object is moving downward at a constant 2 m/s²

∑F = ma

w_x – F = m a

14.7 – F = (3)(2)

14.7 – F = 6

F = 14.7– 6

F = 8.7 ניוטון

(c) The magnitude of the force F if an object is moving upward at a constant 2 m/s²

∑F = ma

פ – וו_x = אמא

פ – 14.7 = (3)(2)

פרנהייט – 14.7 = 6

F = 14.7 + 6

F = 20.7 ניוטון

[wpdm_package id = '479 ′]

1. מסה ומשקל
2. כוח רגיל
3. חוק התנועה השני של ניוטון
4. כוח חיכוך
5. תנועה על משטח אופקי ללא כוח חיכוך
6. תנועתם של שני גופים בעלי תאוצה זהה על משטח אופקי מחוספס עם כוח חיכוך
7. תנועה על מישור משופע ללא כוח חיכוך
8. תנועה על מישור משופע גס עם כוח החיכוך
9. תנועה במעלית
10. תנועת הגופים מחוברת באמצעות חוטים וגלגלות
11. שני גופים בעלי גודל תאוצה זהה
12. עיגול עקומה שטוחה - דינמיקה של תנועה מעגלית
13. עיגול עקומה משופעת - דינמיקה של תנועה מעגלית
14. תנועה אחידה במעגל אופקי
15. כוח צנטריפטלי בתנועה מעגלית אחידה