Ньютонның қозғалыс заңын лифтте қолдану – мәселелер және оларды шешу жолдары

1. Лифттегі салмағы 50 кг адам. Ауырлық күшінің үдеуі = 10 м/с2 ^. Лифттің затқа әсер ететін қалыпты күшін анықтаңыз , егер:

(a) лифт тыныштықта

(b) лифт тұрақты жылдамдықпен төмен қарай қозғалады

(c) лифт 5/с2 ^{тұрақты} үдеумен жоғары қарай үдеді

^{(d) лифт төмен қарай 5 м/ с2} тұрақты жылдамдықпен үдеді

(e) еркін құлау кезіндегі лифт

шешім

Белгілі:

Адамның массасы (м) = 50 кг

Ауырлық күшінің әсерінен үдеу (г) = 10 м/с ²

Салмағы (w) = мг = (50)(10) = 500 Ньютон

Қажетті күш: Қалыпты күш (N)

Шешімі:

(a) лифт тыныштықта

Лифт тыныштықта, сондықтан үдеу жоқ (a = 0)

Біз оң бағытта жоғары бағытты, ал теріс бағытта төмен бағытты таңдаймыз.

Σ F = ma

N – w = 0

N = w

N = 500 Ньютон

(b) лифт тұрақты жылдамдықпен төмен қарай қозғалады

Тұрақты жылдамдық, сондықтан үдеу жоқ (a = 0)

Біз оң бағытта жоғары бағытты, ал теріс бағытта төмен бағытты таңдаймыз.

Σ F = ma

N – w = 0

N = w

N = 500 Ньютон

(c) лифт тұрақты 5 м/с2 жылдамдықпен жоғары қарай ^үдеді

Үдеудің бағыты жоғары қарай бағытталған, сондықтан біз оң бағытты жоғары қарай таңдаймыз.

N – w = ma

N = w + ma

N = 500 + (50)(5)

N = 500 + 250

N = 750 Ньютон

Адам лифт тоқтап тұрған немесе тұрақты жылдамдықпен қозғалып тұрған кездегіге қарағанда еденнің қаттырақ көтеріліп жатқанын сезеді.

Егер адам таразыда тұрса, таразы таразыдағы адамның төмен қарай бағытталған күшінің шамасын көрсетеді. Ньютонның үшінші заңы бойынша, бұл таразы адамға әсер ететін жоғары қарай бағытталған қалыпты күштің шамасына тең.

^{(d) лифт төмен қарай 5 м/ с2} тұрақты жылдамдықпен үдеді

Үдеудің бағыты төмен қарай бағытталған, сондықтан біз оң бағытты төмен қарай таңдаймыз.

w – N = ma

N = w – ma

N = 500 – (50)(5)

N = 500 – 250

N = 250 Ньютон

Адамның салмағы 250 Н, бұл нақты салмағынан w = 500 Н аз.

(e) еркін құлау кезіндегі лифт

Еркін құлау лифттің үдеуінің тартылыс күшінен туындайтын үдеумен бірдей екенін білдіреді. Тартылыс күшінен туындайтын үдеудің шамасы 9,8 м/с2 ^, оның бағыты Жердің центріне қарай төмен қарай бағытталған. Жылдамдық уақыт бойынша әр секунд сайын 9,8 м/с-қа сызықтық түрде артады.

Үдеудің бағыты төмен қарай бағытталған, сондықтан біз оң бағытты төмен қарай таңдаймыз.

w – N = ma

N = w – ma

N = 500 – (50)(10)

N = 500 – 500

N = 0

[irp]

2. Лифт тросының керілуін анықтаңыз. Лифттің массасы = 2000 кг.

(a) лифт тыныштықта

(b) лифт төмен қарай 5 м/ ^с2 тұрақты жылдамдықпен үдеді

(c) лифт тұрақты 5 м/с2 жылдамдықпен жоғары қарай ^үдеді

(d) еркін құлау кезіндегі лифт

Ауырлық күшінің әсерінен үдеу (г) = 10 м/с ²

шешім

Белгілі:

Лифттің массасы (м) = 2000 кг

Ауырлық күшінің үдеуі (г) = 10 м/с ²

салмағы (w) = мг = (2000)(10) = 20 000 Ньютон

Қажетті: Кернеу күші (T)

Шешімі:

(a) лифт тыныштықта

лифт тыныштықта, сондықтан үдеу жоқ (a = 0)

Оң бағыт ретінде жоғары бағытты, ал теріс бағыт ретінде төмен бағытты таңдаймыз.

Σ F = ma

T – w = 0

T = w

T = 20 000 Ньютон

Кабельдегі кернеу (T) = лифттің салмағы (w) = 20 000 Ньютон

^{(b) лифт төмен қарай 5 м/ с2} тұрақты жылдамдықпен үдеді

Үдеудің бағыты төмен қарай бағытталған, сондықтан біз оң бағытты төмен қарай таңдаймыз.

w – T = ma

T = w – ma

T = 20 000 – (2000)(5)

T = 20 000 – 10 000

T = 20 000 Ньютон

^{c) лифт 5 м/ с2} тұрақты жылдамдықпен жоғары қарай үдеді

Үдеудің бағыты төмен қарай бағытталған, сондықтан біз оң бағытты жоғары қарай таңдаймыз.

T – w = ma

T = w + ma

T = 20 000 + (2000)(5)

T = 20,000 + 10,000

T = 20 000 Ньютон

(d) еркін құлау кезіндегі лифт

Үдеудің бағыты төмен қарай бағытталған, сондықтан біз оң бағытты төмен қарай таңдаймыз.

w – T = ma

T = w – ma

T = 20 000 – (2000)(10)

T = 20 000 – 10 000

Т = 0

[wpdm_package id='482']

1. Масса және салмақ
2. Қалыпты күш
3. Ньютонның екінші қозғалыс заңы
4. Үйкеліс күші
5. Үйкеліс күшінсіз көлденең беттегі қозғалыс
6. Үйкеліс күшімен тегіс емес көлденең бетте бірдей үдеумен екі дененің қозғалысы
7. Үйкеліс күшінсіз көлбеу жазықтықта қозғалыс
8. Үйкеліс күшімен көлбеу жазықтықтағы қозғалыс
9. Лифттегі қозғалыс
10. Денелердің қозғалысы шкивтер мен арқандар арқылы байланысқан
11. Үдеу шамасы бірдей екі дене
12. Жазық қисықты дөңгелектеу – айналмалы қозғалыс динамикасы
13. Иілген қисықты дөңгелектеу – айналмалы қозғалыс динамикасы
14. Көлденең шеңбер бойымен біркелкі қозғалыс
15. Бірқалыпты шеңберлік қозғалыстағы центрден тепкіш күш