Ньютондун кыймыл мыйзамдары – маселелер жана аларды чечүү жолдору
Ньютондун кыймылдын биринчи мыйзамы
1. Эгерде нерсеге эч кандай жалпы күч таасир этпесе, анда:
(1) объект ылдамданган эмес
(2) кыймылсыз турган объект
(3) объекттин ылдамдыгынын өзгөрүшү = 0
(4) объект туруктуу ылдамдыкта кыймылдай албайт
Кайсы билдирүү туура?
чечим
Туура билдирүү:
(1) Объект ылдамдатылган эмес
Жалпы күч нерсенин ылдамдануусуна алып келет. Демек, эгер жалпы күч жок болсо, анда нерселер ылдамданбайт.
(2) Тынч турган объект
Ньютондун биринчи мыйзамында эгерде нерсеге эч кандай жалпы күч таасир этпесе, анда нерсе ар дайым тынч абалда болот же нерсе ар дайым туруктуу ылдамдыкта кыймылдайт деп айтылат.
(3) Объекттин ылдамдыгынын өзгөрүшү = 0
Ылдамдыктын өзгөрүшү = ылдамдануу. Ылдамдыктын өзгөрүшү болбосо, ылдамдануу болбойт. Эгерде ылдамдануу болбосо, анда нерсеге эч кандай күч таасир этпейт.
2. Лифттеги тынч турган адамдын салмагы = 500 Н. Тартылуу күчүнүн ылдамдануусу 10 м/с2 . Көтөрүү күчү ылдамданганда, тартылуу күчү 750 Н болот. Көтөрүү күчүнүн ылдамдануусу канча?
Белгилүү:
Адамдын салмагы (w) = 500 Ньютон = 500 кг мс –2 (тынч абалдагы көтөрүү күчү)
Тартылуу күчүнүн ылдамдануусу (г) = 10 мс –2
Адамдын массасы (м) = 500 / 10 = 50 кг
Тартылуу күчү (T) = 750 Н (көтөрүү ылдамдатылган)
Лифттин массасы эске алынган эмес.
Издөө: Лифттерди тездетүү
Чечим:
Лифт тынч абалда, ылдамдануу жок (a = 0). Өйдө карай аракет кылган күч плюс белгисине, ал эми ылдый карай аракет кылган күч минус белгисине ээ.
ΣF = ma
Т – w = 0
Т = w
T = 500 Ньютон
Эгерде лифт ылдый карай ылдамданса, анда тартуу күчү 500 Ндан кичине болот. Болбосо, эгер лифт өйдө карай ылдамданса, анда тартуу күчү 500 Ндан чоң болот.
Тартылуу күчү = 750 Н, анткени лифт өйдө карай ылдамданат. Өйдө карай аракет кылган күч плюс белгисине, ал эми ылдый карай аракет кылган күч минус белгисине ээ.
T – w = ma
750 – 500 = 50 а
250 = 50 а
a = 250/50
а = 5.0 мс –2
3. Лифттеги салмагы 60 кг адам 3 м/с2 ылдамдык менен ылдый карай ылдамданды . Эгерде тартылуу күчүнөн улам ылдамдануу 10 м/с2 болсо , лифттин полунун адамга тийгизген нормалдуу күчү кандай?
Белгилүү:
Масса (м) = 60 кг
Адамдын жана лифттин ылдамдануусу (а) = 3 м/ с2
Тартылуу күчүнөн улам пайда болгон ылдамдануу (g) = 10 м/с 2
Салмагы (w) = мг = (60)(10) = 600 Ньютон
Изделген: Нормалдуу күч (N)
Чечим:
Лифттеги адамга эки күч таасир этет, алар адамдын салмагы (w) жана полдун адамга тийгизген нормалдуу күчү (N). Үч вектордук чоңдук бар, алар салмак (w), нормалдуу күч (N) жана лифттин ылдамдануусу, мында салмак ылдый карай, нормалдуу күч өйдө карай, лифттин ылдамдануусу ылдый карай. Төмөн карай таасир этүүчү вектордук чоңдуктардын плюс белгиси, ал эми өйдө карай таасир этүүчү вектордук чоңдуктардын минус белгиси бар.
∑F = ma
w – N = (60)(3)
600 – N = 180
N = 600 – 180
N = 420 Ньютон
4. Лифттеги салмагы 40 кг болгон нерсе өйдө карай ылдамданды. Эгерде лифттин полу нерсеге 520 Н күч тийгизсе жана тартылуу күчүнөн улам ылдамдануу 10 м/с2 болсо , лифттин ылдамдануусу канча?
Белгилүү:
Масса (м) = 40 кг
Нормалдуу күч (Н) = 520 Н
Тартылуу күчүнөн улам пайда болгон ылдамдануу (g) = 10 м/с 2
салмак (w) = мг = (40)(10) = 400 Н
Издөө: Лифттин ылдамдануусу
Чечим:
∑F = ma
400 – 520 = (40)(а)
-120 = (40)(а)
а = -120/40
а = -3 м/с 2
Лифттин ылдамдануусу 3 м/с2 . Минус белгиси лифт өйдө карай жылганын билдирет.
5. Лифттеги салмагы 60 кг болгон нерсе 3 м/с2 ылдамдык менен ылдый карай жылды . Лифттин полундагы нерселерге таасир этүүчү күч кандай?
Белгилүү:
Масса (м) = 60 кг
Салмагы (w) = мг = (60 кг)(10 м/с² ) = 600 кг м/с² = 600 Ньютон
Лифттин ылдамдануусу (а) = 3 м/с2 , ылдый карай
Изделет: Лифттин полуна нерсе тарабынан таасир этүүчү күч.
Чечим:
Лифт 3 м/с ылдамдыкта ылдый карай ылдамданды . Төмөн карай аракет кылган күч плюс белгисине, ал эми өйдө карай аракет кылган күч минус белгисине ээ.
w – N = ma
N = w – ma
N = 600 – (60)(3)
N = 600 – 180
N = 420 Ньютон
Лифттин полуна нерсе тарабынан таасир этүүчү күч = 420 Н.
6. Эки блок шкивдин үстүнөн өтүүчү шнур менен туташтырылган. Шнурдун жана шкивдин массасын жана шкивдеги сүрүлүүнү эске албаңыз. А блогунун массасы 6 кг, ал эми В блогунун массасы 2 кг. Тартылуу күчүнөн улам ылдамдануу 10 м/с2 . Тартылуу күчү деген эмне?
Белгилүү:
m A = 6 кг, m B = 2 кг, g = 10 м/с 2
w A = m A g = (6 кг)(10 м/с² ) = 60 кг м/ с²
w B = m B g = (2 кг)(10 м/с² ) = 20 кг м/ с²
Каалаган: тартылуу күчү (T)?
Чечим:
w A > w B болгондуктан , m A ылдый , m B өйдө карай жылат.
Ньютондун экинчи закону:
Σ F = ma
w A – w B = (m A + m B ) a
60 – 20 = (6 + 2) а
40 = (8) а
а = 40 / 8 = 5 м/с 2
Тартылуу күчү:
m A ылдый карай жылат:
w A – T A = m A a
60 – Т А = (6)(5)
60 – TA = 30
TA = 60 – 30
T 2 = 30 Ньютон
m B жогору карай жылат:
T B – w B = m B a
T B – 20 = (2)(5)
T B – 20 = 10
T B = 10 + 20
T 1 = 30 Ньютон
Тартылуу күчү (T) = 30 Ньютон.
7. А объектисинин массасы = 5 кг, тартылуу күчүнөн улам ылдамдануу (г) = 10 мс -2 . А объектиси 2.5 мс -2 ылдамдыкта ылдый карай жылат . В объектисинин массасы канча?
Белгилүү:
Массасы А (м А ) = 5 кг
Тартылуу күчүнөн улам пайда болгон ылдамдануу (g) = 10 м/с 2
А объектисинин ылдамдануусу (а) = 2.5 м/с 2
Салмак A (w A ) = (m A )(g) = (5)(10) = 50 Ньютон
Изделген нерсе: B объектисинин массасы (м B )
Чечим:
А блогу ылдый карай жылат, ошондуктан А объектисинин салмагы (w A ) В объектисинин салмагынан (w B ) чоңураак.
Ньютондун экинчи законун колдонуңуз:
Σ F = ma
w A – w B = (m A + m B ) a
50 – (м B )(10) = (5 + м B ) (2.5)
50 – 10 м B = 12.5 + 2.5 м B
50 – 12.5 = 2.5 м B + 10 м B
37.5 = 12.5 м B
м B = 3 кг
8. Тартылуу күчүнүн ылдамдануусу 10 м/с2 . Тартылуу күчү деген эмне?
Белгилүү:
1-объекттин массасы (м1) = 2 кг
2-нерсенин массасы (м2 ) = 3 кг
Тартылуу күчүнөн улам пайда болгон ылдамдануу (g) = 10 м/с 2
Салмагы 1 (w 1 ) = (м 1 )(г) = (2 кг)(10 м/с 2 ) = 20 кг м/с 2
Салмагы 2 (w 2 ) = (м 2 )(г) = (3 кг)(10 м/с 2 ) = 30 кг м/с 2
Изделген: чыңалуу күчү (T)
Чечим:
w 2 > w 1 болгондуктан, m 2 ылдый, ал эми m 1 өйдө карай жылат.
Ньютондун кыймылдын экинчи закону:
Σ F = ma
w 2 – w 1 = (м 1 + м 2 ) a
30 – 20 = (2 + 3) а
10 = (5) а
а = 10 / 5 = 2 м/ с2.
Чыңалуу күчү?
м2 ылдый карай жылат
w 2 – T 2 = м 2 a
30 – Т 2 = (3)(2)
30 – Т 2 = 6
Т 2 = 30 – 6
T 2 = 24 Ньютон
м 1 өйдө карай жылат
T 1 – w 1 = m 1 a
Т 1 – 20 = (2)(2)
Т 1 – 20 = 4
Т 1 = 20 + 4
T 1 = 24 Ньютон
Тартылуу күчү (T) = 24 Ньютон.
- суроо: Эмне үчүн Ньютондун биринчи кыймыл мыйзамы объекттин кыймыл абалын өзгөртүүдө тышкы күчтөрдүн маанисин баса белгилейт? деп жооп берет: Ньютондун биринчи кыймыл мыйзамы, көбүнчө инерция мыйзамы деп аталат, эгерде объектке тышкы күч таасир этпесе, ал тынч абалда же түз сызыктуу бир калыптагы кыймылда кала берерин айтат. Бул мыйзам объекттин кыймыл абалын анын ички сапаттары эмес, тышкы күчтөр өзгөртө аларын баса белгилейт.
- суроо: Ньютондун экинчи мыйзамы күч, масса жана ылдамдануу менен кандай байланышта? деп жооп берет: Ньютондун кыймылдын экинчи мыйзамында нерсеге таасир этүүчү күч ошол нерсенин массасынын анын ылдамдануусуна көбөйтүндүсүнө барабар экени айтылат ((). Бул туруктуу күч берилгенде, күч менен ылдамдануунун ортосундагы түз пропорционалдуулукту жана масса менен ылдамдануунун ортосундагы тескери пропорционалдуулукту белгилейт.
- суроо: Жер тынымсыз кыймылда болсо да, эмне үчүн анын кыймылын сезбейсиз? деп жооп берет: Бул Ньютондун биринчи мыйзамынын мисалы. Биз, Жер жана андагы бардык нерселер менен бирге, бирдей кыймылдайбыз. Бул кыймыл абалын өзгөртө турган тышкы күч болбосо, ылдамдануу же өзгөрүү сезими болбойт, бул биз кыймылсыз тургандай сезилет.
- суроо: Ньютондун үчүнчү закону ракетанын космостогу аракетин кандайча түшүндүрөт? деп жооп берет: Ньютондун үчүнчү мыйзамында ар бир аракет үчүн барабар жана карама-каршы реакция бар экени айтылат. Космостогу ракета өзүн-өзү кыймылдатат, анткени ал газдын артка карай кыймылдашы менен ишке ашат. Аракет – бул газдын артка карай кыймылдашы, ал эми реакция – бул ракетанын алдыга жылышы.
- суроо: Эмнеге машина күтүүсүздөн токтоп калганда алдыга жыла бересиз? деп жооп берет: Ньютондун биринчи мыйзамына ылайык, машина токтогондо денеңиз кыймыл абалын (алдыга) улантат. Эгерде сизге кандайдыр бир күч (коопсуздук куру сыяктуу) таасир этпесе, сиз инерциядан улам алдыга жыла бересиз.
- суроо: Эгерде жүн менен балка вакуумга ташталса, Ньютондун мыйзамдары алардын кыймылы жөнүндө эмнени алдын ала айта алат? деп жооп берет: Вакуумда абанын каршылыгы жок. Ньютондун биринчи жана экинчи мыйзамдарына ылайык, жүн да, балка да бирдей ылдамдыкта түшүп, жерге бир убакта тийиши керек, анткени аларга таасир этүүчү жалгыз күч - тартылуу күчү.
- суроо: Жол кырсыгы учурунда коопсуздук жаздыгы жаракат алуу мүмкүнчүлүгүн кантип азайтат? деп жооп берет: Ньютондун биринчи мыйзамы кыймылдагы объект кыймылда кала берерин көрсөтүп турат. Кырсыкта адамдын алдыга карай кыймылы уланат. Коопсуздук жаздыгы жайлоо убактысын көбөйтүүчү жумшак бетти камсыз кылат, ошону менен адам башынан өткөргөн күчтү азайтат .
- суроо: Эмне үчүн бош соода арабасына караганда, жүктөлгөн соода арабасына караганда, аны түртүү оңой? деп жооп берет: Ньютондун экинчи закону () ошол эле күч колдонулганда, массасы азыраак объект (бош араба) массасы чоң объектке (жүктөлгөн араба) караганда чоңураак ылдамданууга ээ болорун көрсөтүп турат.
- суроо: Эмне үчүн сүзүүчү алдыга жылуу үчүн сууну артка түртөт? деп жооп берет: Бул Ньютондун үчүнчү мыйзамынын далили. Сууда сүзүүчү сууну артка түрткөндө (аракет), сүзүүчүнү алдыга түрткөн тең жана карама-каршы реакция болот.
- суроо: Сүрүлүү күчү Ньютондун биринчи закону менен кандай байланышта? деп жооп берет: Сүрүлүү – бул нерселерге таасир этип, алардын кыймылын жайлатуучу же токтотуучу тышкы күч. Сүрүлүү (же башка тышкы күч) болбосо, нерсе Ньютондун биринчи мыйзамында айтылгандай, кыймыл абалын чексиз уланта бермек.
