Beweging op een hellend vlak zonder wrijvingskracht – toepassing van Newtons bewegingswetten: vraagstukken en oplossingen

1. Massa van de doos = 2 kg, zwaartekrachtversnelling = 9.8 m/s² ^. Bereken (a) de nettokracht die de doos naar beneden versnelt en (b) de grootte van de versnelling van de doos.

Het resultaat

Bekend:

Massa (m) = 2 kg

Versnelling als gevolg van de zwaartekracht (g) = 9.8 m/ ^s²

Gewicht (w) = mg = (2)(9.8) = 19.6 Newton

w _x = w sin 30 = (19.6)(0.5) = 9.8 Newton

w _y = w cos 30 = (19.6)(0.5√3) = 9.8√3 Newton

oplossing:

(a) De netto kracht die de doos versnelt

Een hellend vlak is glad, dus er is geen wrijvingskracht. De enige kracht die op het object werkt is _wx.

∑ F = w _x

∑ F = 9.8 Newton

(b) grootte van de versnelling

∑ F = ma

9.8 = (2) a

een = 9.8 / 2

a = 4.9 m/ ^s²

De grootte van de versnelling is 4.9 m/s² ^, de richting van de versnelling is naar beneden.

[irp]

2. Het hellende vlak is glad, dus er is geen wrijvingskracht . De massa van het object is 3 kg en de zwaartekrachtversnelling is 9.8 m/s² ^. Bepaal de grootte van de kracht F als (a) het object in rust is, (b) het object naar beneden beweegt met een constante versnelling van 2 m/s², ⁽ c) het object naar boven beweegt met een constante versnelling van 2 m/ ^s².

Het resultaat

Bekend:

Massa (m) = 3 kg

Versnelling als gevolg van de zwaartekracht (g) = 9.8 m/ ^s²

Gewicht (w) = mg = (3)(9.8) = 29.4 Newton

w _x = w sin 30 = (29.4)(0.5) = 14.7 Newton

w _y = w cos 30 = (29.4)(0.5√3) = 14.7√3 Newton

oplossing:

(a) De grootte van de kracht F als een object in rust is

De eerste bewegingswet van Newton stelt dat als een object in rust is, de nettokracht die op het object werkt nul is.

∑ F = 0

F – w _x = 0

F = w _x

F = 14.7 Newton

(b) De grootte van de kracht F als een object met een constante snelheid van 2 m/s² naar beneden beweegt^.

∑ F = ma

w _x – F = ma

14.7 – F = (3)(2)

14.7 – F = 6

F = 14.7–6

F = 8.7 Newton

(c) De grootte van de kracht F als een object met een constante snelheid van 2 m/s omhoog beweegt^.

∑ F = ma

F – w _x = ma

F – 14.7 = (3)(2)

F – 14.7 = 6

F = 14.7 + 6

F = 20.7 Newton

[irp]

[wpdm_package id = '479 ′]

1. Massa en gewicht
2. Normale kracht
3. Newton's tweede bewegingswet
4. Wrijvingskracht
5. Beweging op een horizontaal oppervlak zonder wrijvingskracht
6. De beweging van twee lichamen met dezelfde versnelling op een ruw horizontaal oppervlak met wrijvingskracht.
7. Beweging op een hellend vlak zonder wrijvingskracht
8. Beweging op het ruwe hellende vlak met wrijvingskracht
9. Beweging in een lift
10. De beweging van lichamen wordt mogelijk gemaakt door touwen en katrollen.
11. Twee lichamen met dezelfde versnellingsgrootte.
12. Het nemen van een vlakke bocht – dynamiek van cirkelbeweging
13. Het nemen van een hellende bocht – dynamiek van cirkelbeweging
14. Gelijkmatige beweging in een horizontale cirkel
15. Middelpuntzoekende kracht bij eenparige cirkelbeweging