2 piemēri Ņūtona likumu piemērošanai virvju un skriemeļa slodzes sistēmai
1. 1. bloka masa ir 2 kg, 2. bloka masa ir 3 kg, brīvās krišanas paātrinājums ir 10 m/s2Nosakiet (a) sistēmas paātrinājuma lielumu un virzienu (b) virves spriegošanas spēka lielumu!
Diskusija
Ir zināms :
1. bloka masa (m1) = 2 kg
2. bloka masa (m2) = 3 kg
Brīvās krišanas paātrinājums (g) = 10 m/s2
1. bloka svars (w1) = m1 g = (2)(10) = 20 ņūtoni
2. bloka svars (w2) = m2 g = (3)(10) = 30 ņūtoni
Jawab :
(a) sistēmas paātrinājuma lielums un virziens
w2 > w1 Tāpēc 2. bloks pārvietojas uz leju, 1. bloks pārvietojas uz augšu. Tātad sistēma pārvietojas pulksteņrādītāja virzienā. Spēks tajā pašā virzienā, kurā pārvietojas sistēma, ir w2 un T1, ir pozitīvs. Spēks, kas ir pretējs sistēmas kustībai, proti, T2 un w1, ir atzīmēts ar negatīvu vērtību.
Spriegošanas spēks uz virvi ir vienāds visās tās daļās.
Tātad T1 = T.2 = T.
w2 – T + T – w1 = (m1 +m2)
w2 - w1 = (m1 +m2)
30 – 20 = (2 + 3) a
10 = 5 a
a = 10 / 5
a = 2 m/s2
Sistēmas paātrinājuma lielums ir 2 m/s2.
(b) virves sprieguma lielums
2. pārskatīšanas bloks.
Uz 2. bloku iedarbojas divi spēki. Pirmkārt, 2. bloka svars (w2), kas ir vērsta uz leju, tajā pašā virzienā kā 2. bloka kustība, tāpēc tai ir pozitīva zīme. Otrkārt, virves spriegošanas spēks uz 2. bloka (T2), kas ir vērsts uz augšu, pretēji 2. bloka kustības virzienam, tāpēc tam ir negatīva zīme. Pielietojiet Ņūtona otro likumu:
1. pārskatīšanas bloks.
Uz 1. bloku iedarbojas divi spēki. Pirmkārt, 1. bloka svars (w1), kas ir vērsts uz leju, pretēji 1. bloka kustības virzienam, tāpēc tam ir negatīva zīme. Otrkārt, virves spriegošanas spēks uz 1. bloka (T1), kas ir vērsta uz augšu, tajā pašā virzienā kā 1. bloka kustība, tāpēc tai ir pozitīva zīme. Pielietojiet Ņūtona otro likumu:
Troses spriegošanas spēka lielums = T1 = T.2 = T = 24 ņūtoni
2. 1. bloks atrodas uz nelīdzenas, līdzenas virsmas ar berzi. 1. bloka masa ir 2 kg, 2. bloka masa ir 4 kg, un brīvās krišanas paātrinājums ir 10 m/s.2, statiskās un kinētiskās berzes koeficienti ir 0,4 un 0,3. Vai sistēma atrodas miera stāvoklī vai kustībā? Ja sistēma kustas, nosakiet sistēmas paātrinājuma lielumu un virzienu!
Diskusija
Virves spriegošanas spēks (T) nav parādīts, jo, tāpat kā iepriekšējā aprēķinā, virves spriegošanas spēks galu galā tiek izslēgts no vienādojuma. Ja tas ir jautāts jautājumā, virves spriegošanas spēks ir jānorāda, bet, ja tas nav jautāts jautājumā, vienkārši ignorējiet to.
Ir zināms :
Jautāts Vai sistēma ir nekustīga vai kustībā? Ja kustībā, nosakiet sistēmas paātrinājuma lielumu un virzienu!
Jawab :
Jo w2 fs (40 ņūtoni > 8 ņūtoni), tad sistēma pārvietojas, kur 2. bloks pārvietojas vertikāli uz leju un 1. bloks pārvietojas horizontāli pa labi. Kad sistēma pārvietojas, berzes spēks, kas iedarbojas uz 1. bloku, ir kinētiskais berzes spēks (fk). Pielietojiet Ņūtona otro likumu:
Sistēmas paātrinājuma lielums ir 5,7 m/s2
[Angļu valodā: Ar auklu un skriemeli savienoti ķermeņi – Ņūtona kustības likuma pielietojums ]
