2 exemple de aplicare a legilor lui Newton la un sistem de sarcină cu frânghie și scripete
1. Masa blocului 1 este de 2 kg, masa blocului 2 este de 3 kg, accelerația gravitațională este de 10 m/s2Determinați (a) magnitudinea și direcția accelerației sistemului (b) magnitudinea forței de tensiune asupra frânghiei!
Pembahasan
Este cunoscut :
Masa blocului 1 (m1) = 2 kg
Masa blocului 2 (m2) = 3 kg
Accelerația gravitațională (g) = 10 m/s2
Greutatea blocului 1 (l1) = m1 g = (2)(10) = 20 Newtoni
Greutatea blocului 2 (l2) = m2 g = (3)(10) = 30 Newtoni
Jawab :
(a) magnitudinea și direcția accelerației sistemului
w2 > w1 Prin urmare, blocul 2 se mișcă în jos, blocul 1 se mișcă în sus. Deci sistemul se mișcă în sensul acelor de ceasornic. Forța în aceeași direcție ca mișcarea sistemului este w2 și T.1, este pozitivă. Forța opusă mișcării sistemului, și anume T2 și w1, este marcat ca negativ.
Forța de tensiune asupra frânghiei este aceeași în fiecare parte a acesteia.
Deci T.1 =T2 =T
w2 – T + T – w1 = (m)1 +m2)
w2 - w1 = (m)1 +m2)
30 – 20 = (2 + 3)
10 = 5 a
a = 10/5
a = 2 m / s2
Mărimea accelerației sistemului este de 2 m/s2.
(b) magnitudinea tensiunii din frânghie
Recapitulare bloc 2.
Asupra blocului 2 acționează două forțe. Primul, greutatea blocului 2 (w2) care este îndreptată în jos, în aceeași direcție ca și mișcarea blocului 2, deci are semn pozitiv. Al doilea, forța de tensiune a frânghiei pe blocul 2 (T2) care este îndreptată în sus, opus direcției de mișcare a blocului 2, deci are semn negativ. Se aplică a doua lege a lui Newton:
Recapitulare bloc 1.
Asupra blocului 1 acționează două forțe. Primul, greutatea blocului 1 (w1) care este îndreptată în jos, opusă direcției de mișcare a blocului 1, deci are semn negativ. Al doilea, forța de tensiune a frânghiei pe blocul 1 (T1) care este îndreptată în sus, în aceeași direcție ca mișcarea blocului 1, deci are semn pozitiv. Aplică a doua lege a lui Newton:
Mărimea forței de tensiune a cablului = T1 =T2 = T = 24 Newtoni
2. Blocul 1 se află pe o suprafață plană și rugoasă, cu frecare. Masa blocului 1 este de 2 kg, masa blocului 2 este de 4 kg, iar accelerația gravitațională este de 10 m/s.2, coeficienții de frecare statică și cinetică sunt 0,4 și 0,3. Este sistemul în repaus sau în mișcare? Dacă sistemul se mișcă, determinați magnitudinea și direcția accelerației sistemului!
Pembahasan
Forța de tensiune (T) a frânghiei nu este afișată deoarece, la fel ca în calculul anterior, forța de tensiune a frânghiei este în cele din urmă eliminată din ecuație. Dacă este întrebat în întrebare, forța de tensiune a frânghiei trebuie afișată, dar dacă nu este întrebat în întrebare, pur și simplu o ignorați.
Este cunoscut :
Întrebat Sistemul este staționar sau în mișcare? Dacă se mișcă, determinați magnitudinea și direcția accelerației sistemului!
Jawab :
Pentru că noi2 > fs (40 Newton > 8 Newton) atunci sistemul se mișcă, unde blocul 2 se mișcă vertical în jos, iar blocul 1 se mișcă orizontal spre dreapta. Când sistemul se mișcă, forța de frecare care acționează asupra blocului 1 este forța de frecare cinetică (fk). Aplicați a doua lege a lui Newton:
Mărimea accelerației sistemului este de 5,7 m/s2
Corpuri conectate prin coardă și scripete – aplicarea legii mișcării lui Newton
