Aplikasi hukum gerakan Newton dalam lif – masalah dan penyelesaian

1. Seorang lelaki berjisim 50 kg di dalam lif. Pecutan graviti = 10 m/s ^2. Tentukan daya normal yang dikenakan ke atas objek oleh lif, jika :

(a) lif itu berhenti

(b) lif itu bergerak ke bawah pada halaju malar

(c) lif dipecut ke atas pada pecutan malar 5 /s ²

(d) lif dipecut ke bawah pada malar 5 m/s ²

(e) lif dalam jatuh bebas

Penyelesaian

Diketahui:

Jisim seseorang (m) = 50 kg

Pecutan akibat graviti (g) = 10 m/ ^s²

Berat (w) = mg = (50)(10) = 500 Newton

Dikehendaki: Daya normal (N)

Penyelesaian:

(a) lif itu berhenti

Lif itu dalam keadaan pegun jadi tiada pecutan (a = 0)

Kita memilih arah ke atas dalam arah positif dan arah ke bawah dalam arah negatif.

Σ F = ma

N – w = 0

N = w

N = 500 Newton

(b) lif itu bergerak ke bawah pada halaju malar

Halaju malar jadi tiada pecutan (a = 0)

Kita memilih arah ke atas dalam arah positif dan arah ke bawah dalam arah negatif.

Σ F = ma

N – w = 0

N = w

N = 500 Newton

(c) lif dipecut ke atas pada kelajuan malar 5 m/s ²

Arah pecutan adalah ke atas, jadi kita memilih arah positif sebagai ke atas.

N – w = ma

N = w + ma

N = 500 + (50)(5)

N = 500 + 250

N = 750 Newton

Orang itu merasakan lantai ditolak ke atas dengan lebih kuat berbanding ketika lif pegun atau bergerak dengan halaju malar.

Jika orang itu berdiri di atas penimbang, penimbang tersebut membaca magnitud daya ke bawah yang dikenakan oleh orang itu di atas penimbang. Mengikut hukum Newton ketiga, ini bersamaan dengan magnitud daya normal ke atas yang dikenakan oleh penimbang pada orang itu.

(d) lif dipecut ke bawah pada malar 5 m/s ²

Arah pecutan adalah ke bawah, jadi kita memilih arah positif sebagai ke bawah.

w – N = ma

N = w – ma

N = 500 – (50)(5)

N = 500 – 250

N = 250 Newton

Berat seseorang itu ialah 250 N, kurang daripada berat sebenar w = 500 N.

(e) lif dalam jatuh bebas

Jatuh bebas bermaksud pecutan lif adalah sama dengan pecutan graviti. Magnitud pecutan graviti ialah 9,8 m/s² ^, arahnya adalah ke bawah menuju pusat Bumi. Laju meningkat secara linear dari semasa ke semasa sebanyak 9,8 m/s dalam setiap saat.

Arah pecutan adalah ke bawah, jadi kita memilih arah positif sebagai ke bawah.

w – N = ma

N = w – ma

N = 500 – (50)(10)

N = 500 – 500

N = 0

[irp]

2. Tentukan tegangan dalam kabel lif. Jisim lif = 2000 kg.

(a) lif itu berhenti

(b) lif dipecut ke bawah pada malar 5 m/s ²

(c) lif dipecut ke atas pada kelajuan malar 5 m/s ²

(d) lif dalam jatuh bebas

Pecutan akibat graviti (g) = 10 m/ ^s²

Penyelesaian

Diketahui:

Jisim lif (m) = 2000 kg

Pecutan graviti (g) = 10 m/ ^s²

berat (w) = mg = (2000)(10) = 20,000 Newton

Dikehendaki: Daya tegangan (T)

Penyelesaian:

(a) lif itu berhenti

lif dalam keadaan pegun jadi tiada pecutan (a = 0)

Kita memilih arah ke atas sebagai arah positif dan arah ke bawah sebagai arah negatif.

Σ F = ma

T – w = 0

T = w

T = 20,000 Newton

Tegangan dalam kabel (T) = berat lif (w) = 20,000 Newton

(b) lif dipecut ke bawah pada malar 5 m/s ²

Arah pecutan adalah ke bawah, jadi kita memilih arah positif sebagai ke bawah.

w – T = ma

T = w – ma

T = 20,000 – (2000)(5)

T = 20,000 – 10,000

T = 10,000 Newton

c) lif dipecut ke atas pada kelajuan malar 5 m/ ^s²

Arah pecutan adalah ke bawah, jadi kita memilih arah positif sebagai ke atas.

T – w = ma

T = w + ma

T = 20,000 + (2000)(5)

T = 20,000 + 10,000

T = 30,000 Newton

(d) lif dalam jatuh bebas

Arah pecutan adalah ke bawah, jadi kita memilih arah positif sebagai ke bawah.

w – T = ma

T = w – ma

T = 20,000 – (2000)(10)

T = 20,000 – 20,000

T = 0

[wpdm_package id='482']

1. Jisim dan berat
2. Daya biasa
3. Hukum kedua Newton tentang gerakan
4. Daya geseran
5. Gerakan pada permukaan mendatar tanpa daya geseran
6. Gerakan dua jasad dengan pecutan yang sama pada permukaan mendatar kasar dengan daya geseran
7. Gerakan pada satah condong tanpa daya geseran
8. Gerakan pada satah condong kasar dengan daya geseran
9. Gerakan dalam lif
10. Pergerakan jasad dihubungkan oleh tali dan takal
11. Dua jasad dengan magnitud pecutan yang sama
12. Membulatkan lengkungan rata – dinamik gerakan membulat
13. Membulatkan lengkung miring – dinamik gerakan membulat
14. Gerakan seragam dalam bulatan mendatar
15. Daya memusat dalam gerakan membulat seragam