ნიუტონის კანონის ფორმულა

ნიუტონის კანონების მაგალითები და ფორმულები

ნიუტონის პირველი კანონი

1. ადამიანი იმყოფება ლიფტში, რომელიც მუდმივი სიჩქარით მოძრაობს ზემოთ. ადამიანის წონაა 800 ნ. უეცრად ლიფტის მიზიდული ფოლადის ბაგირი წყდება, რაც იწვევს ლიფტის ვარდნას. ლიფტის იატაკიდან ადამიანზე მოქმედი ნორმალური ძალა ფოლადის ბაგის გაწყვეტამდე და გაწყვეტის შემდეგ არის….

1. 800 N და 0
2. 800 N და 800 N
3. 1600 N და 0
4. 1600 N და 800 N

დისკუსია
ცნობილია, რომ:
წონა (წონა) = 800 ნიუტონი
კითხვა: ფოლადის თოკის გაწყვეტამდე და გაწყვეტის შემდეგ უშუალოდ ადამიანზე მოქმედი ნორმალური ძალა (N)
პასუხი:
ფოლადის თოკის გაწყვეტამდე რამდენიმე წამით ადრე
როდესაც ადამიანი ლიფტის იატაკზე დგას, მასზე გრავიტაციის ძალა მოქმედებს და მისი მიმართულება ქვევითაა (დააკვირდით ქვემოთ მოცემულ ილუსტრაციას). ადამიანი ლიფტში უძრავად დგას, ამიტომ უნდა არსებობდეს ნორმალური ძალა, რომელიც აბალანსებს ადამიანის წონას, სადაც ამ ძალას აქვს ზევით მიმართული მიმართულება და იგივე სიდიდეა, რაც გრავიტაციას. ნორმალური ძალა, რომელსაც იატაკი ახდენს ადამიანზე და ეს ძალა მოქმედებს ადამიანზე.
რადგან ადამიანი ლიფტში უძრავადაა და ლიფტი მუდმივი სიჩქარით (აჩქარების გარეშე) მოძრაობს, ადამიანზე მოქმედი შედეგად მიღებული ძალა ნულის ტოლია.
∑F = 0
N – w = 0
N = w
N = 800 ნიუტონი

ფოლადის თოკის გაწყვეტის შემდეგ
ფოლადის კაბელის გაწყვეტის შემდეგ, ლიფტი და ადამიანი თავისუფლად ერთად ვარდებიან, სადაც ლიფტისა და ადამიანის თავისუფალი ვარდნის აჩქარების სიდიდე და მიმართულება უდრის დედამიწაზე გრავიტაციის აჩქარებას. ლიფტი და ადამიანი თავისუფლად ერთად ვარდებიან ისე, რომ ლიფტის იატაკიდან ადამიანზე ნორმალური ძალა არ მოქმედებს. ადამიანი ვარდება და მისი ფეხები ლიფტის იატაკს ვერ აწვება, რადგან ლიფტიც ვარდება.
სწორი პასუხია A.

2. ხის ბლოკზე მოქმედებს სამი ძალა, თითოეული სიდიდით F1 ₌ 22 N, F2 ₌ 18 N და F3 ₌ 40 N. ნახაზზე ნაჩვენებია ბლოკზე მოქმედი ძალები, რომლებიც ნიუტონის პირველ კანონს ემორჩილებიან...

დისკუსია

ნიუტონის პირველი კანონი: რეზულტანტური ძალა ( ΣF) = 0.

ა. F ₁ + F ₂ – F ₃ = 22 N + 18 N – 40 N = 40 N – 40 N = 0

ბ. F2 ₊ F3 _– F1 ₌ 18 N + 40 N – 22 N = 58 N – 22 N = 36 N (მარჯვნივ)

C. F2 ₊ F3 _– F1 ₌ 18 N + 40 N – 22 N = 58 N – 22 N = 36 N (მარჯვნივ)

დ. F ₁ + F ₃ – F ₂ = 22 N + 40 N – 18 N = 62 N – 18 N = 44 N (მარცხნივ)

სწორი პასუხია A.

ნიუტონის მეორე კანონი

3.
შეხედეთ სურათს!
40 კგ-იანი ბლოკი 200 ნ ძალით იჭიმება, რაც 3 მ/წმ აჩქარებას იწვევს.² ამგვარად, ობიექტზე/ბლოკზე მოქმედი ხახუნის ძალის სიდიდეა...

1. 15 N
2. 40 N
3. 43 N
4. 80 N

დისკუსია
ცნობილია, რომ:
მასა (მ) = 40 კგ
ძალა (F) = 200 N
აჩქარება (ა) = 3 მ/წმ²
კითხვა: ხახუნის ძალის სიდიდე (F)_g)
პასუხი:
ნიუტონის მეორე კანონის ფორმულა:
∑F = ma
აღწერა: ∑F = რეზულტატური ძალა, m = მასა, a = აჩქარება

ძალის F მიმართულება მარჯვნივაა, ხოლო ხახუნის მიმართულება მარცხნივ (ხახუნის მიმართულება ობიექტის მოძრაობის მიმართულების საპირისპიროა). მარჯვნივ მიმართულება დადებითად არის შერჩეული, ხოლო მარცხნივ - უარყოფითად.
∑F = ma
ფ – ფ_g = დედა
200 - ფ_g = (40)(3)
200 - ფ_g = 120
F_g = 200 - 120
F_g = 80 ნიუტონი
სწორი პასუხია D.

4. 100 გრამიანი მასის მქონე A ბლოკი მოთავსებულია 300 გრამიანი მასის მქონე B ბლოკზე, შემდეგ B ბლოკს 5 ნ ძალით ვერტიკალურად ზემოთ უბიძგებს. თუ ბლოკები ერთმანეთს არ გადაადგილდებიან, მაშინ B ბლოკის მიერ A ბლოკზე მოქმედი ნორმალური ძალის სიდიდეა….

1. 1 N
2. 1,25 N
3. 2 N
4. 3 N

დისკუსია
ცნობილია, რომ:
ბიძგის ძალა (F) = 5 ნიუტონი
A ბლოკის მასა (მ_A) = 100 გრამი = 0,1 კგ
B ბლოკის მასა (მ_B) = 300 გრამი = 0,3 კგ
გრავიტაციის აჩქარება (g) = 10 მ/წმ²
ბლოკის A წონა (წონა)_A) = (0,1 კგ)(10 მ/წმ²) = 1 კგ მ/წმ² = 1 ნიუტონი
B ბლოკის წონა (წონა)_B) = (0,3 კგ)(10 მ/წმ²) = 3 კგ მ/წმ² = 3 ნიუტონი

კითხვა: B ბლოკის ნორმალური ძალა A ბლოკზე
პასუხი:
ორივე ბლოკზე რამდენიმე ძალა მოქმედებს, როგორც ეს ქვემოთ მოცემულ ფიგურაზეა ნაჩვენები.
F = ბიძგის ძალა (მოქმედებს B ბლოკზე)
w_A = A ბლოკის მიზიდულობის ძალა (მოქმედებს A ბლოკზე)
w_B = B ბლოკის წონა (მოქმედებს B ბლოკზე)
N_A = B ბლოკის A ბლოკზე მოქმედი ნორმალური ძალა (ბლოკ A-ზე მოქმედი)
N_A' = ბლოკ A-ს მიერ B ბლოკზე მოქმედი ნორმალური ძალა (ბლოკ B-ზე მოქმედი)

განვიხილოთ ორივე ბლოკი, როგორც ერთიანი სისტემა:
გამოიყენეთ ნიუტონის მეორე კანონი ორივე ბლოკზე:
∑F = ma
F – W_A - w_B + ნ_A - ნ_A' = (მ_A + მ_B)
N_A და ნ_A' არის მოქმედება-რეაქციის ძალა, რომელსაც აქვს იგივე სიდიდე, მაგრამ საპირისპირო მიმართულება, ამიტომ ის გამორიცხულია განტოლებიდან.
F – W_A - w_B = (მ_A + მ_B)
5 – 1 – 3 = (0,1 + 0,3) ა
5 – 4 = (0,4) ა
1 = (0,4) ა
ა = 1 / 0,4
a = 2,5 მ/წმ²
ორივე ბლოკზე ვერტიკალურად ზემოთ მიმართული 5 ნიუტონის ძალის (F) არსებობა იწვევს ორივე ბლოკის ვერტიკალურად ზემოთ მოძრაობას 2,5 მ/წმ აჩქარებით.².

განვიხილოთ ბლოკი A:
გამოიყენეთ ნიუტონის მეორე კანონი A ბლოკზე:
∑F = ma
N_A - w_A = მ_A a
N_A – 1 = (0,1)(2,5)
N_A - 1 = 0,25
N_A = 1 + 0,25
N_A = 1,25 ნიუტონი
B ბლოკის მიერ A ბლოკზე მოქმედი ნორმალური ძალა 1,25 ნიუტონია.
სწორი პასუხია B.

ნიუტონის მესამე კანონი

5. ყურადღება მიაქციეთ შემდეგ განცხადებას!

(1) მგზავრები წინ წაიწიეს, როდესაც სტაბილურად მოძრავმა ავტობუსმა მოულოდნელად ძლიერად დაამუხრუჭა.

(2) მუყაოს თავზე დაწყობილი წიგნების დასტა არ ჩამოვარდება, თუ მუყაოს სწრაფად გამოწევთ.

(3) სკეიტბორდზე თამაშისას, როდესაც თავისუფალი ფეხი მიწას უკან უბიძგებს, სკეიტბორდი წინ გადაინაცვლებს.

(4) ნავის ნიჩაბი უკან გადაიწევა და ნავი წინ მიიწევს.

ზემოთ მოცემული განცხადება, რომელიც ნიუტონის მესამე კანონს შეესაბამება, არის...

ა. (1) და (2)

ბ. (1) და (3)

გ. (2) და (3)

დ. (3) და (4)

დისკუსია

(1) ნიუტონის პირველი კანონი

(2) ნიუტონის პირველი კანონი

(3) ნიუტონის მესამე კანონი

(4) ნიუტონის მესამე კანონი

სწორი პასუხია D.

კითხვის წყარო:

უმცროსი საშუალო სკოლის/ისლამური უმცროსი საშუალო სკოლის საბუნებისმეტყველო მეცნიერებების ეროვნული გამოცდის კითხვები

უმცროსი საშუალო სკოლის ფიზიკის OSN კითხვები