Lalànan'i Newton

Ny lalàn'i Newton momba ny fihetsehana dia misy telo, dia ny lalàn'i Newton voalohany, ny lalàn'i Newton faharoa ary ny lalàn'i Newton fahatelo.

Lalàna Voalohany an'i Newton

Ny Lalàna Voalohan'i Newton dia milaza fa ny zavatra rehetra izay tsy mihetsika dia hijanona tsy mihetsika na ny zavatra rehetra izay mihetsika amin'ny tsipika mahitsy amin'ny hafainganam-pandeha tsy miova dia hanohy hihetsika amin'ny tsipika mahitsy amin'ny hafainganam-pandeha tsy miova raha toa ka aotra ny hery manontolo miasa amin'ilay zavatra.

Eritrereto ny zavatra iray manodidina anao, ohatra latabatra na vatolampy na zavatra hafa. Ny latabatra izay mijanona dia hijanona ho mijanona raha tsy mihetsika na tsy omena hery ivelany toy ny hery manosika na misintona. Toy izany koa, ny zavatra hafa izay mijanona. Tsy misy hery miasa eo amin'ny latabatra na vatolampy na zavatra hafa izay mijanona ve? Misy hery miasa eo amin'ilay zavatra, fa ny fitambaran'ny hery rehetra miasa eo amin'ilay zavatra na ny hery manontolo dia mitovy amin'ny aotra. Ny hery miasa eo amin'ny zavatra izay mijanona eo amin'ny velaran'ny planeta toa ny Tany dia ny hery misintona (w) ary hery mahazatra (N). Ny lalana izoran'ny herin'ny sinton'ny tany dia mahitsy midina mankany amin'ny ivon'ny tany, ny lalana izoran'ny hery ara-dalàna kosa dia mahitsy miakatra. Mitovy ny haben'ireo hery roa ireo saingy mifanohitra ny lalana, noho izany dia mitovy amin'ny aotra ny hery manontolo.

Ahoana ny amin'ny zavatra mihetsika mahitsy amin'ny hafainganam-pandeha tsy miova? Mba hanazavana izany, aoka hatao hoe manosika zavatra iray ianao, toy ny sombin-vy, eo amin'ny gorodona. Rehefa avy natosika ilay sombin-vy dia miadana ary avy eo mijanona noho ny fisian'ny hery mikorontanaMba hahafahan'ireo sombin-javatra metaly mihetsika lavitra kokoa na lava kokoa, dia tsy maintsy alaminao tsara ny velaran'ny gorodona sy ny velaran'ireo sombin-javatra metaly. Arakaraka ny malama kokoa ny velaran'ny gorodona sy ny velaran'ireo sombin-javatra metaly no vao mainka mihetsika lavitra kokoa ireo sombin-javatra metaly. Raha malama tsara ny velaran'ny gorodona ary tsy misy fifandonana, dia hanohy hihetsika ireo sombin-javatra metaly fa tsy hijanona. Tsy misy hery miasa amin'ny sombin-javatra metaly mihetsika amin'ny velaran'ny gorodona malama tsara ve? Misy hery miasa amin'ny sombin-javatra metaly, dia ny hery misintona sy ny hery ara-dalàna. Ireo hery roa ireo dia miasa amin'ny lalana mitsangana ary tsy misy fiantraikany amin'ny fihetsehan'ireo sombin-javatra metaly amin'ny lalana mitsivalana raha malama tsara ny gorodona.

Lalàna Faharoan'i Newton

Milaza ny Lalàna Faharoan'i Newton fa raha tsy aotra ny hery miasa amin'ny zavatra iray, dia hihafaingana ilay zavatra. Mifanohitra amin'ny haben'ny hery miasa ny haben'ny hafainganana ary mifanandrify amin'ny lanjan'ilay zavatra. Mitovy amin'ny lalana izoran'ny hery miasa ny lalana izoran'ny hafainganana.

ΣF = ma(1.2)

Famaritana: ΣF = hery manontolo (kg m/s²), m = lanja (kg), a = hafainganana (m/s²)

Ny fampitoviana 1.2 dia fanambarana matematika momba ny lalàna faharoan'i Newton.

Raha mitovy amin'ny aotra ny haben'ny hafainganana (a = 0) dia miova ho amin'ny equation 1.1 ny equation 1.2. Noho izany, ny lalàn'i Newton voalohany dia tranga manokana amin'ny lalàn'i Newton faharoa.

Mifototra amin'ny fampitoviana 1.2, dia azo tsoahina fa arakaraka ny maha-lehibe ny hery no maha-lehibe ny hafainganana. Mifanohitra amin'izany kosa, arakaraka ny maha-lehibe ny lanja no maha-kely ny hafainganana. Azo takarina kokoa ny fifandraisana misy eo amin'ny hery, ny lanja ary ny hafainganana rehefa avy nanao andrana mifandraika amin'izany. Ny andrana iray azo atao dia ny andrana hanafainganana lamasinina mavitrika eo amin'ny lalamby amin'ny fampiasana lanja midina malalaka. Ampiasao ny famantaranandro mba hamaritana ny hafainganana ataon'ny lamasinina.

Lalàna Fahatelo an'i Newton

Ny lalàn'i Newton fahatelo dia milaza fa raha mampihatra hery amin'ny zavatra 2 ny zavatra 1, dia mampihatra hery amin'ny zavatra 1 koa ny zavatra 2 miaraka amin'izay. Mitovy ny haben'ny hery roa tonta fa mifanohitra kosa ny lalana alehan'ny hery roa tonta. Ny hery iray dia antsoina hoe fihetsika, ny hery iray kosa dia antsoina hoe fihetsika (hery fihetsika-hetsika).

F_hetsika = –F_{fanehoan-kevitra}                                      (1.3)

Ny fampitoviana 1.3 dia fanambarana matematika momba ny lalàna fahatelon'i Newton. Ny marika ratsy ao amin'ny fampitoviana 1.3 dia manondro ny lalana izoran'ny hery.

Manaova andrana mba hahatakarana bebe kokoa ny lalàn'i Newton fahatelo. Raha manana skateboard ianao dia atsofohy amin'ny rindrina sady mijoro eo amboniny. Rehefa avy manosika amin'ny rindrina ianao dia mihetsika mihemotra ny skateboard. Mandroso ny fanosehanao, raha mihetsika mihemotra kosa ny skateboard. Izany dia mampiseho fa manosika anao koa ny rindrina. Rehefa manosika ny rindrina ianao dia manosika anao koa ny rindrina. Ny herin'ny fanosehanao dia miasa amin'ny rindrina, raha toa kosa ka miasa aminao ny herin'ny fanosehan'ny rindrina. Mitovy ny halehiben'ny hery roa fa mifanohitra ny lalana. Azonao antsoina hoe hery iray ny fihetsika ary ny iray kosa ny fihetsika.

Andrana iray hafa azonao atao ny manapoaka balaonina fingotra, dia avoaka rehefa avy nibontsina sy feno rivotra. Rehefa avy navoaka ilay balaonina dia "manidina" ilay izy. Mifanohitra amin'ny lalana ivoahan'ny rivotra avy ao amin'ilay balaonina ny lalana izoran'ny fihetsiky ny balaonina. Ahoana no hanazavana izany? Rehefa avoaka ny vavan'ilay balaonina dia manosika ny rivotra hivoaka ilay balaonina. Mandritra izany fotoana izany dia manosika ny balaonina koa ny rivotra. Ny tosika avy amin'ny rivotra no mahatonga ny balaonina hanidina. Ny tosika avy amin'ny balaonina dia miasa amin'ny rivotra, ary ny tosika avy amin'ny rivotra dia miasa amin'ny balaonina. Mitovy ny halehiben'ny hery roa fa mifanohitra kosa ny lalana.

Ohatra amin'ny olana

1. Misy zavatra 4, akondro = 4 kg, boky = 0,8 kg, basikety = 3,5 kg, manga = 1,2 kg. Tarihina amin'ny hery 30 N eo amin'ny tany fisaka marokoroko ny harona (μ = 0,4). Mba hahafahan'ny harona mihetsika tsara (tsy raharahiana ny lanjan'ny harona), ny zavatra tsy maintsy ampidirina ao anaty harona dia...

Discussion

Fantatra:

Lanjan'ny akondro (m₁) = 4 kilao

Lanjan'ny boky (m₂) = 0,8 kilao

Lanjan'ny baolina (m₃) = 3,5 kilao

Lanja manga (m₄) = 1,2 kilao

Hery mihenjana (F) = 30 N

Koefisienan'ny fikikisana statika (μ_s) = 0,4

Hafainganam-pandeha vokatry ny hery misintona (g) = 10 m/s²

Aza raharahiana ny habetsahan'ny harona

Hery fikikisana statika (f_s) miasa rehefa mbola tsy mihetsika ilay zavatra ary efa hihetsika, raha toa kosa ka miasa ny fikosehana kinetika rehefa mihetsika ilay zavatra.

Nanontany hoe: Lanjan'ny zavatra iray

Valiny:

Hihetsika tsara ilay harona rehefa mitovy ny haben'ny hery misintona (F) sy ny haben'ny hery fikikisana statika (f)_s).

Kajio ny haben'ny hery fikikisana statika (f_s):

f_s = μ_s N = μ_s w = μ_s mg = (0,4)(m)(10)

f_s = 4 m

Hihetsika ilay harona marina:

F = f_s

30 = 4 m

m = 30/4

m = 7,5 kg

Lanja akondro 4 kg + lanjan'ny baolina 3,5 kg = 7,5 kg

Akondro sy baolina ireo zavatra tsy maintsy ampidirina ao anaty harona.

2. Fanontaniana momba ny fanadinana nasionaly momba ny fizika SMA/MA 2014/2015 laharana faha-5

Ny zavatra A milanja 6 kg sy ny zavatra B milanja 4 kg dia ampifandraisin'ny tady ary tarihina amin'ny hery F = 60 N araka ny aseho amin'ny sary manaraka.

Raha mihetsika ny rafitra ary ny coefficient de friction kinétique eo amin'nyvelaran'ny gorodona misy zavatra roa 0,5 (tg) θ = 3/4), ary g = 10 ms^-2, dia lehibe izanyeny, ny fihenjanana eo amin'ny tady T mampifandray ireo zavatra roa dia….

A. 28,8 Avaratra

B. 30,0 Avaratra

C. 39,6 Avaratra

D. 48,0 Avaratra

Atsinanana 50,0 Avaratra

Discussion

Fantatra fa:

Lanjan'ny zavatra A (m_A) = 6 kilao

Lanjan'ny zavatra B (m_B) = 4 kilao

Hery mihenjana (F) = 60 Newton

Ny coefficient de friction kinétique eo amin'ny zavatra sy ny gorodona (μ_k) = 0,5

Hafainganam-pandeha vokatry ny hery misintona (g) = 10 m/s²

Tangent θ = 3/4

Nanontany hoe: Lehibe ve izy io?eny fihenjanana tady T

Valiny:

Singa mitsivalana amin'ny hery F:

F_x = F cos θ

F_x = (60)(4/5) = (4)(12) = 48 N

Singa mitsangana amin'ny hery F:

F_y = F sin θ

F_y = (60)(3/5) = (3)(12) = 36 N

Hery ara-dalàna an'ny zavatra A:

N_A = w_A = m_A g = (6)(10) = 60 N

Hery ara-dalàna an'ny zavatra B:

N_B +F_y - w_B = 0

N_B +F_y = w_B

N_B = w_B - F_y = m_B g – F_y = (4)(10) – 36 = 40 – 36 = 4 N

Hery kinetika mikorontana eo amin'ny zavatra A sy ny gorodona:

f_kA = μ_k N_A = (0,5)(60) = 30 N

Hery kinetika mikorontana eo amin'ny zavatra B sy ny gorodona:

f_kB = μ_k N_B = (0,5)(4) = 2 N

Kajio ny hafainganan'ny zavatra roa:

ΣF = ma

F_x – T + T – f_kB - f_kA = (m_A +m_B) ary

Mitovy halehibe amin'ny halavan'ny tady ny herin'ny fihenjanana ao amin'ny tady T ary mifanohitra amin'izany ny lalana misy azy ka voafafa amin'ny fampitoviana.

F_x - f_kB - f_kA = (m_A +m_B) ary

48 – 2 – 30 = (6 + 4) a

16 = 10

a = 16/10

a = 1,6 m/s²

Kajio ny herin'ny fihenjanana amin'ny tady T:

Diniho ny zavatra A. Ny hery miasa amin'ny zavatra A amin'ny lalana mitsivalana (horizontal) dia ny hery fihenjanana tady (T) izay mitodika miankavanana sy ny hery fikikisana kinetika (f_kA) izay eo ankavia.

ΣF = ma

T_A - f_kA = m_A a

T_A - 30 = (6)(1,6)

T_A - 30 = 9,6

T_A = 9,6 + 30 = 39,6 N

Diniho ny zavatra B. Ny hery miasa amin'ny zavatra B amin'ny lalana mitsivalana (mandry) dia ny hery F_x izay mitodika miankavanana, ny hery fikikisana kinetika (f_kB) ary ny herin'ny fihenjanan'ny tady (T) izay mitodika miankavia.

ΣF = ma

F_x - f_kB - T_B = m_B a

48 – 2 – T_B = (4)(1,6)

46–T_B = 6,4

46 – 6,4 = T_B

T_B = 39,6 N

Koa ny hery fihenjanana ao amin'ny tady miasa amin'ny zavatra A (T_A) = hery fihenjanana ao amin'ny tady miasa amin'ny zavatra B (T_B) = 39,6 N.

C ny valiny marina.

3. Fanontaniana Fanadinana Nasionaly Fizika SMA/MA 2014/2015 laharana faha-5

Jereo ity sary manaraka ity!

Vokatr'ilay hery F, mihetsika ny rafitry ny zavatra. Raha mikitoantoana ny gorodona ary 0,2 ny coefficient de friction kinétique eo amin'ireo sakana roa sy ny gorodona, inona ny hafainganana tsapan'ireo zavatra roa ireo? (cos 37^o = 0,8, fahotana faha-37^o = 0,6)

A. 2,6 ms^-2

B. 4,0 ms^-2

C. 5,2 ms^-2

D. 7,8 ms^-2

E. 10,2 ms^-2

Discussion

Fantatra fa:

Lanjan'ny zavatra A (m_A) = 4 kilao

Lanjan'ny zavatra B (m_B) = 2 kilao

Hery mihenjana (F) = 30 Newton

Ny coefficient de friction kinétique eo amin'ny zavatra sy ny gorodona (μ_k) = 0,2

Hafainganam-pandeha vokatry ny hery misintona (g) = 10 m/s²

ny 37^o = 0,8

ota 37^o = 0,6

Nanontany hoe: Inona ny hafainganana tsapan'ireo zavatra roa ireo?

Valiny:

Singa mitsivalana amin'ny hery F:

F_x = F cos θ

F_x = (30)(0,8) = 24 N

Singa mitsangana amin'ny hery F:

F_y = F sin θ

F_y = (30)(0,6) = 18 N

Hery ara-dalàna an'ny zavatra A:

N_A = w_A = m_A g = (4)(10) = 40 N

Hery ara-dalàna an'ny zavatra B:

N_B +F_y - w_B = 0

N_B +F_y = w_B

N_B = w_B - F_y = m_B g – F_y = (2)(10) – 18 = 20 – 18 = 2 N

Hery kinetika mikorontana eo amin'ny zavatra A sy ny gorodona:

f_kA = μ_k N_A = (0,2)(40) = 8 N

Hery kinetika mikorontana eo amin'ny zavatra B sy ny gorodona:

f_kB = μ_k N_B = (0,2)(2) = 0,4 N

Kajio ny hafainganan'ny zavatra roa:

ΣF = ma

F_x - f_kB - f_kA = (m_A +m_B) ary

24 – 0,4 – 8 = (4 + 2) a

15,6 = 6

a = 15,6/6

a = 2,6 m/s²

A ny valiny marina.