2 przykłady zastosowania praw Newtona do układu obciążenia liną i bloczkiem
1. Masa klocka 1 wynosi 2 kg, masa klocka 2 wynosi 3 kg, przyspieszenie ziemskie wynosi 10 m/s2. Określ (a) wartość i kierunek przyspieszenia układu (b) wartość siły naciągu na linie!
Pembahasan
Wiadomo, że :
Masa bloku 1 (m1) = 2 kg
Masa bloku 2 (m2) = 3 kg
Przyspieszenie grawitacyjne (g) = 10 m/s2
Waga bloku 1 (w1) = m1 g = (2)(10) = 20 niutonów
Waga bloku 2 (w2) = m2 g = (3)(10) = 30 niutonów
Odpowiedź :
(a) wielkość i kierunek przyspieszenia układu
w2 > w1 Zatem blok 2 porusza się w dół, blok 1 w górę. Zatem układ porusza się zgodnie z ruchem wskazówek zegara. Siła w tym samym kierunku, w którym porusza się układ, wynosi w.2 i T1, jest dodatnia. Siła przeciwna do ruchu układu, czyli T2 i w1, jest ujemne.
Siła naciągu liny jest taka sama w każdej jej części.
Więc T1 =T2 =T
w2 – T + T – w1 = (m1 +m2) do
w2 - w1 = (m1 +m2) do
30 – 20 = (2 + 3)a
10 = 5 a
za = 10 / 5
a = 2 m/s2
Wartość przyspieszenia układu wynosi 2 m/s2.
(b) wielkość naprężenia liny
Przegląd bloku 2.
Na blok 2 działają dwie siły. Pierwszy, waga bloku 2 (w2) skierowany jest w dół, w tym samym kierunku co ruch bloku 2, więc ma znak dodatni. Drugi, siła naciągu liny na bloku 2 (T2) skierowany w górę, przeciwnie do kierunku ruchu klocka 2, więc ma znak ujemny. Zastosuj drugą zasadę Newtona:
Przegląd bloku 1.
Na blok 1 działają dwie siły. Pierwszy, waga bloku 1 (w1) jest skierowany w dół, przeciwnie do kierunku ruchu klocka 1, więc ma znak ujemny. Drugi, siła naciągu liny na bloku 1 (T1) skierowany w górę, w tym samym kierunku co ruch klocka 1, więc ma znak dodatni. Zastosuj drugą zasadę Newtona:
Wielkość siły naciągu liny = T1 =T2 = T = 24 niutony
2. Klocek 1 znajduje się na szorstkiej, płaskiej powierzchni, na której występuje tarcie. Masa klocka 1 wynosi 2 kg, masa klocka 2 wynosi 4 kg, a przyspieszenie grawitacyjne wynosi 10 m/s.2Współczynnik tarcia statycznego i kinetycznego wynosi 0,4 i 0,3. Czy układ jest w spoczynku, czy w ruchu? Jeśli układ się porusza, określ wartość i kierunek przyspieszenia układu!
Pembahasan
Siła naciągu (T) liny nie jest podana, ponieważ, podobnie jak w poprzednim obliczeniu, siła naciągu liny zostaje ostatecznie wyeliminowana z równania. Jeśli jest ona uwzględniona w pytaniu, należy ją uwzględnić, ale jeśli nie jest uwzględniona w pytaniu, po prostu ją zignoruj.
Wiadomo, że :
Zapytano :Czy układ jest nieruchomy, czy się porusza? Jeśli się porusza, określ wartość i kierunek przyspieszenia układu!
Odpowiedź :
Ponieważ2 > fs (40 niutonów > 8 niutonów), wówczas układ porusza się, gdzie klocek 2 porusza się pionowo w dół, a klocek 1 poziomo w prawo. Gdy układ się porusza, siła tarcia działająca na klocek 1 jest siłą tarcia kinetycznego (fk). Zastosuj drugie prawo Newtona:
Wartość przyspieszenia układu wynosi 5,7 m/s2
[Polski: Ciała połączone sznurkiem i krążkiem – zastosowanie prawa ruchu Newtona ]
