Физика

1. Объект масса = 2 кг, ускорение силы тяжести = 9.8 м / с², коэффициент статическое трение = 0.2, коэффициент кинетического трения = 0.1. Объект находится в состоянии покоя или ускоряется? Если объект ускоряется, найдите (а) результирующую силу (б) величину и направление силы, действующей на ящик. ускорение!

Решение

Известно:

Масса (м) = 2 кг

Ускорение свободного падения (g) = 9.8 м/с²²

Коэффициент статического трения (μ_s) = 0.2

Коэффициент кинетического трения (μ_k) = 0.1

Вес (w) = мг = (2)(9.8) = 19.6 Ньютон

Горизонтальная составляющая вес (w_x) = w sin 30^o = (19.6)(0.5) = 9.8 Ньютонов

Вертикальная составляющая веса (w)_y) = w cos 30^o = (19.6)(0.5√3) = 9.8√3 Ньютонов

Нормальная сила (Н) = w_y = 9.8√3 Ньютона

Сила статического трения (f)_s) = (0.2)(9.8√3) = 1.96√3 Ньютона = 3.39 Ньютона

Сила кинетического трения (f)_k) = (0.1)(9.8√3) = 0.98√3 Ньютона = 1.69 Ньютона

решение:

Объект находится в состоянии покоя, если w_x <F_sОбъект движется вниз, если w_x > f_s.

w_x = 9.8 Ньютона и f_s = 3.39 Ньютонов.

(а) результирующая сила

ΣФ = ж_x - е_k = 9.8 – 1.69 = 8.11 Ньютонов

(б) величина и направление ускорения

ΣФ = но

8.11 = (2) а

a = 4.05

Величина ускорения = 4.05 м/с²² и направление ускорения = вниз.

2. Масса объекта = 4 кг, ускорение свободного падения = 9,8 м/с².²Коэффициент кинетического трения = 0.2, коэффициент статического трения = 0.4. Величина силы F = 40 Ньютонов. Объект находится в состоянии покоя или скользит вниз? Если объект скользит вниз, найдите (а) результирующую силу (б) величину и направление ускорения!

Решение

Известно:

Масса (м) = 4 кг

Ускорение свободного падения (g) = 9.8 м/с²²

Коэффициент статического трения (μ_s) = 0.4

Коэффициент кинетического трения (μ_k) = 0.2

Вес (w) = мг = (4)(9.8) = 39.2 Ньютона

Горизонтальная составляющая веса (w)_x) = w sin 30^o = (39.2)(0.5) = 19.6 Ньютонов

Вертикальная составляющая веса (w)_y) = w cos 30^o = (392)(0..5√3) = 19.6√3 Ньютонов

Нормальная сила (Н) = w_y = 19.6√3 Ньютонов = 33.95 Ньютонов

сила статического трения (f)_s) = μ_s Н = (0,4)(33.95) = 13.58 Ньютонов

Сила кинетического трения (f)_k) = μ_k Н = (0.2)(33.95) = 6.79 Ньютонов

F = 40 Ньютон

решение:

Объект соскальзывает вниз, если F < w_x + ф_sОбъект скользит вверх, если F > w._x + ф_s.

F = 40 Ньютон, w_x = 19.6 Ньютона и f_s = 13.58 Ньютонов.

F больше w_x + ф_s Таким образом, объект скользит вверх.

(а) Результирующая сила

ΣF = F – w_x – f_k = 40 – 19.6 – 6.79 = 13.61 Ньютонов

(б) Величина и направление ускорения

ΣФ = но

6.4 = (4) а

a = 1.6

Величина ускорения составляет 1.6 м/с².² и направление ускорения — вверх..

[wpdm_package id = '481 ′]

1. Масса и вес
2. Нормальная сила
3. Второй закон движения Ньютона
4. Сила трения
5. Движение по горизонтальной поверхности без силы трения.
6. Движение двух тел с одинаковым ускорением по шероховатой горизонтальной поверхности при наличии силы трения.
7. Движение по наклонной плоскости без силы трения.
8. Движение по шероховатой наклонной плоскости с учетом силы трения.
9. Движение в лифте
10. Движение тел обеспечивается с помощью тросов и блоков.
11. Два тела с одинаковой величиной ускорения
12. Округление пологой кривой – динамика кругового движения
13. Прохождение виражного поворота – динамика кругового движения
14. Равномерное движение по горизонтальной окружности
15. Центростремительная сила при равномерном круговом движении

Читать далее

1. Бокс масса = 2 кг, ускорение силы тяжести = 9.8 м / с²Найдите (а) результирующую силу, которая ускоряет ящик вниз, (б) величину ускорения ящика. ускорение.

Решение

Известно:

Масса (м) = 2 кг

Ускорение свободного падения (g) = 9.8 м/с²²

Вес (w) = mg = (2)(9.8) = 19.6 Ньютона

w_x = w sin 30 = (19.6)(0.5) = 9.8 Ньютонов

w_y = w cos 30 = (19.6)(0.5√3) = 9.8√3 Ньютонов

решение:

(A) сеть дляce, которая ускоряет ящик

Наклонная плоскость гладкая, поэтому сила трения отсутствует. Единственная сила, действующая на объект, — это сила трения._x.

ΣФ = ж_x

ΣF = 9.8 Ньютон

(B) величина ускорения

ΣФ = но

9.8 = (2) а

а = 9.8/2

a = 4.9 м / с²

Величина ускорения составляет 4.9 м/с².²Направление ускорения – вниз.

2. Наклонная плоскость гладкая поверхность, поэтому нет сила тренияМасса объекта составляет 3 кг, ускорение свободного падения — 9.8 м/с².²Определите величину силы F, если (а) объект находится в состоянии покоя (б) объект движется вниз с постоянным ускорением 2 м/с².² (c) объект движется вверх с постоянным ускорением 2 м/с².².

Решение

Известно:

Масса (м) = 3 кг

Ускорение свободного падения (g) = 9.8 м/с²²

Вес (w) = мг = (3)(9.8) = 29.4 Ньютона

w_x = w sin 30 = (29.4)(0.5) = 14.7 Ньютонов

w_y = w cos 30 = (29.4)(0.5√3) = 14.7√3 Ньютонов

решение:

(а) Величина силы F, если объект находится в состоянии покоя.

Первый закон Ньютона Теория движения гласит, что если объект находится в состоянии покоя, то результирующая сила, действующая на него, равна нулю.

ΣF = 0

Ф – в_x = 0

Ф = ж_x

F = 14.7 Ньютон

(b) Величина силы F, если объект движется вниз с постоянной скоростью 2 м/с.²

ΣФ = но

w_x – F = ma

14.7 – F = (3)(2)

14.7 – F = 6

F = 14.7– 6

F = 8.7 Ньютон

(c) Величина силы F, если объект движется вверх с постоянной скоростью 2 м/с.²

ΣФ = но

Ф – в_x = ма

F – 14.7 = (3)(2)

F – 14.7 = 6

Ф = 14.7 + 6

F = 20.7 Ньютон

[wpdm_package id = '479 ′]

1. Масса и вес
2. Нормальная сила
3. Второй закон движения Ньютона
4. Сила трения
5. Движение по горизонтальной поверхности без силы трения.
6. Движение двух тел с одинаковым ускорением по шероховатой горизонтальной поверхности при наличии силы трения.
7. Движение по наклонной плоскости без силы трения.
8. Движение по шероховатой наклонной плоскости с учетом силы трения.
9. Движение в лифте
10. Движение тел обеспечивается с помощью тросов и блоков.
11. Два тела с одинаковой величиной ускорения
12. Округление пологой кривой – динамика кругового движения
13. Прохождение виражного поворота – динамика кругового движения
14. Равномерное движение по горизонтальной окружности
15. Центростремительная сила при равномерном круговом движении

Читать далее

1. Масса Масса ящика 1 составляет 2 кг, масса ящика 2 — 4 кг, ускорение свободного падения — 10 м/с².²Величина силы F составляет 40 Ньютонов. Коэффициент кинетического трения между ящиком 1 и полом равен 0.2, а коэффициент кинетического трения между ящиком 2 и полом равен 0.3. Найдите (а) величину и направление силы, действующей на ящик. ускорение (b) Величина силы, действующей со стороны ящика 1 на ящик 2 (F)₁₂) и величина силы, действующей со стороны ящика 2 на ящик 1 (F).₂₁).

Решение

Известно:

Масса ящика 1 (м)₁) = 2 кг

Масса ящика 2 (м)₂) = 4 кг

Ускорение свободного падения (g) = 10 м/с²,

Сила F = 40 Ньютонов.

Коэффициент кинетическое трение между коробкой 1 и полом (μ_k1) = 0.2

Коэффициент кинетического трения между ящиком 2 и полом (μ_k2) = 0.3

вес из коробки 1 (ш₁) = м₁ g = (2)(10) = 20 Ньютонов

Вес коробки 2 (w)₂) = м₂ g = (4)(10) = 40 Ньютонов

нормальная сила воздействует на ящик 1 (Н)₁) = ш₁ = 20 Ньютон

Нормальная сила, действующая на ящик 2 (Н)₂) = ш₂ = 40 Ньютон

Сила кинетического трения, действующая на ящик 1 (f)_k1знак равноμ_k1)(Н₁) = (0.2)(20) = 4 Ньютонов

Сила кинетического трения, действующая на ящик 2 (f)_k2знак равноμ_k1)(Н₂) = (0.3)(40) = 12 Ньютонов

решение:

(а) Величина и направление ускорения ящика.

ΣF = ma

F - f_k1 - е_k2 = (м₁ + м₂) в

40 – 4 – 12 = (2 + 4) а

24 = 6 а

а = 24/6

a = 4 м / с²

Направление ускорения равно направлению результирующей силы = вправо.

(b) Величина силы, действующей со стороны ящика 1 на ящик 2 (F)₁₂) и величина силы, действующей со стороны ящика 2 на ящик 1 (F).₂₁).

Вычислите величину F.₁₂ :

ΣF = ma

F₁₂ - е_k2 = (м₂) в

F₁₂ – 12 = (4)(4)

F₁₂ - 12 = 16

F₁₂ = 16 + 12

F₁₂ = 28 Ньютон

F₁₂ и F₂₁ Это силы действия и противодействия, действующие на различные объекты.₁₂ и F₂₁ имеет ту же величину, но противоположное направление.

F₁₂ = 28 Ньютонов = F₂₁ = 28 Ньютонов.

2. Масса ящика 1 составляет 2 кг, масса ящика 2 — 4 кг, ускорение свободного падения — 10 м/с².²Сила F равна 40 Н. Коэффициент кинетического трения между ящиком 1 и полом равен 0.2, а коэффициент кинетического трения между ящиком 2 и полом равен 0.3. Определите (а) величину и направление ускорения; (б) натяжение троса, соединяющего ящики. Массой троса пренебречь.

Известно:

Масса ящика 1 (м)₁) = 2 кг

Масса ящика 2 (м)₂) = 4 кг

Ускорение свободного падения (g) = 10 м/с²²,

Сила F = 40 Ньютонов.

Коэффициент кинетического трения между ящиком 1 и полом составляет 0.2.μ_k1) = 0.2

Коэффициент кинетического трения между ящиком 2 и полом составляет 0.2.μ_k2) = 0.3

Вес коробки 1 (w)₁) = м₁ g = (2)(10) = 20 Ньютонов

Вес коробки 2 (w)₂) = м₂ g = (4)(10) = 40 Ньютонов

Нормальная сила, действующая на ящик 1 (Н)₁) = ш₁ = 20 Ньютон

Нормальная сила, действующая на ящик 2 (Н)₂) = ш₂ = 40 Ньютон

Сила кинетического трения, действующая на ящик 1 (f)_k1знак равноμ_k1)(Н₁) = (0.2)(20) = 4 Ньютонов

Сила кинетического трения, действующая на ящик 2 (f)_k2знак равноμ_k1)(Н₂) = (0.3)(40) = 12 Ньютонов

решение:

(а) величина и направление ускорения

ΣF = ma

F - f_k1 - е_k2 = (м₁ + м₂) в

40 – 4 – 12 = (2 + 4) а

24 = 6 а

а = 24/6

a = 4 м / с²

Величина ускорения составляет 4 м/с².²Направление ускорения = направление результирующей силы = вправо.

(б) Натяжение в шнуре

Силы, действующие на ящик 1 в горизонтальном направлении, представляют собой силу натяжения 1 (Т).₁) вправо и сила кинетического трения 1 (f)_k1) влево. Примените второй закон Ньютона:

ΣF = ma

T₁ - е_k1 = м₁ a

T₁ -4 = (2)(4)

T₁ -4 = 8

T₁ = 8 + 4 = 12 Ньютонов

Сила, действующая на ящик 2 в горизонтальном направлении, — это сила натяжения 2 (Т).₂) влево и сила кинетического трения 2 (f)_k2) вправо. Применить Второй закон Ньютона :

ΣF = ma

Ф – Т₂ - е_k2 = м₂ a

40 - Т₂ – 12 = (4)(4)

28 - Т₂ = 16

T₂ = 28 – 16 = 12 Ньютонов

Натяжение в шнуре, соединяющем коробки, равно T.₁ = Т₂ = T = 12 Ньютонов.

[wpdm_package id = '493 ′]

1. Масса и вес
2. Нормальная сила
3. Второй закон движения Ньютона
4. Сила трения
5. Движение по горизонтальной поверхности без силы трения.
6. Движение двух тел с одинаковым ускорением по шероховатой горизонтальной поверхности с учетом силы трения.
7. Движение по наклонной плоскости без силы трения.
8. Движение по шероховатой наклонной плоскости с силой трения.
9. Движение в лифте
10. Движение тел, соединенных тросами и блоками.
11. Два тела с одинаковой величиной ускорения
12. Округление пологой кривой – динамика кругового движения
13. Прохождение виражного поворота – динамика кругового движения
14. Равномерное движение по горизонтальной окружности
15. Центростремительная сила при равномерном круговом движении

Читать далее

1. Масса объекта 1 составляет 2 кг, масса объекта 2 — 4 кг. ускорение свободного падения составляет 10 м/с²Величина силы F составляет 12 Ньютонов. Определите величину и направление ускорения объектов.

Известно:

m₁ = 2 кг, м₂ = 4 кг, g = 10 м/с²²F = 12 Ньютонов

Требуются : к

решение:

ΣФ = но

F = (м₁ + м₂) в

12 = (2 + 4) а

12 = 6 а

а = 12/6

a = 2 м / с²

Величина ускорения составляет 2 м/с².²Направление ускорения = направление результирующей силы = вправо.

2. Масса Масса объекта 1 составляет 2 кг, масса объекта 2 — 4 кг, ускорение свободного падения — 10 м/с².²Величина силы F составляет 24 Н. Определите величину и направление силы. ускорение.

Известно:

m₁ = 2 кг, м₂ = 4 кг, g = 10 м/с²²F = 24 Ньютонов

Разыскивается: ускорение (а)

решение:

ΣФ = но

F = (м₁ + м₂) в

24 = (2 + 4) а

24 = 6 а

а = 24/6

a = 4 м / с²

Направление ускорения равно направлению результирующей силы = вправо.

[wpdm_package id = '474 ′]

1. Масса и вес
2. Нормальная сила
3. Второй закон движения Ньютона
4. Сила трения
5. Движение по горизонтальной поверхности без силы трения.
6. Движение двух тел с одинаковым ускорением по шероховатой горизонтальной поверхности при наличии силы трения.
7. Движение по наклонной плоскости без силы трения.
8. Движение по шероховатой наклонной плоскости с учетом силы трения.
9. Движение в лифте
10. Движение тел обеспечивается с помощью тросов и блоков.
11. Два тела с одинаковой величиной ускорения
12. Округление пологой кривой – динамика кругового движения
13. Прохождение виражного поворота – динамика кругового движения
14. Равномерное движение по горизонтальной окружности
15. Центростремительная сила при равномерном круговом движении

Читать далее

Решены задачи по законам движения Ньютона. – Сила статического и кинетического трения

1. Объект покоится на горизонтальном полу. Коэффициент статического трения равен 0.4. и ускорение свободного падения составляет 9.8 м/с²Определите (а) максимальную силу статического трения (б) минимальную силу F. 

Решение

Известно:

Масса (м) = 1 кг

Коэффициент статического трения (мк_s) = 0.4

Ускорение свободного падения (g) = 9.8 м/с²²

Вес (w) = mg = (1 кг)(10 м/с²) = 10 кг м/с² = 10 Ньютон

Нормальная сила (Н) = w = 10 Ньютонов

В розыске:

(A) Максимальная сила статического трения (б) минимальная сила F

решение:

(A) Максимальная сила статического трения

f_s = μ_s N

f_s = (0.4)(9.8 Н) = 3.92 Ньютона

(б) минимальная сила F

Если на объект действует сила F, но объект не движется, то должна действовать сила статического трения, создаваемая полом. Если объект начнет двигаться, и сила статического трения будет превышена, то должна действовать сила кинетического трения. Объект начнет двигаться, если F больше максимальной силы статического трения.

Таким образом, минимальная сила F равна максимальной силе статического трения = 3.92 Ньютона.

2. Ящик массой 1 кг тянется по горизонтальной поверхности силой F, поэтому ящик движется с постоянной скоростью. Если коэффициент кинетического трения равен 0.1, определите величину силы F! (g = 9.8 м/с²)²)

Известно:

Коэффициент кинетического трения (μ_k) = 0.1

Масса ящика (m) = 1 кг

Ускорение свободного падения (g) = 9.8 м/с²²

Вес (w) = мг = (1 кг)(9.8 м/с)²) = 9.8 кг м/с² = 9.8 Ньютон

Нормальная сила (Н) = w = 9.8 Ньютонов

Требуются : F

решение:

Первый закон Ньютона Утверждается, что если на объект не действует никакая результирующая сила, то любой объект продолжает двигаться по прямой линии в состоянии покоя или с постоянной скоростью.

Итак, если объект движется с определенной скоростью постоянная скоростьПри этом результирующая сила должна отсутствовать.ΣF = 0)Сила F действует на объект в направлении вправо, так что сила кинетического трения действует на объект в направлении влево.

ΣF = 0

Ж – ж_k = 0

Ф = Ф_k

Сила кинетического трения:

f_k = μ_k Н = (0.1)(9.8 Н) = 0.98 Ньютонов

Объект движется с постоянной скоростью, F = f_k = 0.98 Ньютон

3. Предмет соскальзывает вниз по наклонная плоскость с постоянной скоростью. Определите коэффициент кинетического трения (μ_k). g = 9.8 м / с²

Решение

w = вес, w_x = горизонтальная составляющая веса, точки вдоль наклонной плоскости, w_y = вертикальная составляющая веса, перпендикулярная наклонной плоскости, Н = нормальная сила, f_k = сила кинетического трения.

Известно:

Масса (м) = 1 кг

Ускорение свободного падения (g) = 9.8 м/с²²

вес (w) = мг = (1 кг)(9.8 м/с)²) = 9.8 кг м/с² = 9.8 Ньютон

w_x = w sin 30^o = (9.8 Н)(0.5) = 4.9 Ньютона

w_y = w cos 30^o = (9.8 Н)(0.5)√3 = 4.9√3 Ньютон

Нормальная сила (Н) = w_y = 4.9√3 Ньютон

В розыске: коэффициент кинетического трения (μ_k)

решение:

Объект скользит вниз по наклонной плоскости с постоянной скоростью, так что результирующая сила равна нулю.

ΣF = 0

w_x - е_k = 0

w_x = ф_k

w_x = μ_k N

5 = μ_k (5√3)

μ_k = 5 / 5√3

μ_k = 1 /√3

μ_k = 0.58

[wpdm_package id = '472 ′]

1. Масса и вес
2. Нормальная сила
3. Второй закон движения Ньютона
4. Сила трения
5. Движение по горизонтальной поверхности без силы трения.
6. Движение двух тел с одинаковым ускорением по шероховатой горизонтальной поверхности с учетом силы трения.
7. Движение по наклонной плоскости без силы трения.
8. Движение по шероховатой наклонной плоскости с силой трения.
9. Движение в лифте
10. Движение тел, соединенных тросами и блоками.
11. Два тела с одинаковой величиной ускорения
12. Округление пологой кривой – динамика кругового движения
13. Прохождение виражного поворота – динамика кругового движения
14. Равномерное движение по горизонтальной окружности
15. Центростремительная сила при равномерном круговом движении

Читать далее

Решенные задачи по законам движения Ньютона – второй закон движения Ньютона 

1. Объект массой 1 кг, ускоряющийся с постоянной скоростью 5 м/с².²Оцените результирующую силу, необходимую для ускорения объекта.

Известно:

Масса (м) = 1 кг

Ускорение (а) = 5 м/с²

Требуются результирующая сила (∑F)

решение:

Для вычисления результирующей силы мы используем второй закон Ньютона.

ΣФ = но

ΣF = (1 кг)(5 м/с)²) = 5 кг м/с² = 5 Ньютон

2. Масса Масса объекта равна 1 кг, результирующая сила ∑F = 2 Ньютона. Определите величину и направление ускорения объекта…

Известно:

Масса (м) = 1 кг

Результирующая сила (∑F) = 2 Ньютона

Требуются Величина и направление ускорения (а)

решение:

a = ∑F / m

а = 2/1

a = 2 м / с²

Направление ускорения равно направлению результирующей силы (∑F)

3. Масса объекта = 2 кг, F₁ = 5 Ньютон, Ф₂ = 3 Ньютона. Величина и направление ускорения равны…

Известно:

Масса (м) = 2 кг

F₁ = 5 Ньютон

F₂ = 3 Ньютон

В розыске: Величина и направление ускорения (а)

решение:

результирующая сила:

ΣФ = Ф₁ - F₂ = 5 – 3 = 2 Ньютонов

Величина ускорения:

a = ∑F / m

а = 2/2

a = 1 м / с²

Направление ускорения = направление результирующей силы = направление силы F₁

4. Масса объекта = 2 кг, F₁ = 10 Ньютон, Ф₂ = 1 Ньютона. Величина и направление ускорения равны…

Известно:

Масса (м) = 2 кг

F₂ = 1 Ньютон

F₁ = 10 Ньютон

F_1x = Ф₁ потому что 60^o = (10)(0.5) = 5 Ньютонов

Требуются Величина и направление ускорения (а)

решение:

Результирующая сила:

ΣФ = Ф_1x - F₂ = 5 – 1 = 4 Ньютонов

Величина ускорения:

a = ∑F / m

а = 4/2

a = 2 м / с²

Направление ускорения = направление результирующей силы = направление силы F_1x

5. F₁ = 10 Ньютон, Ф₂ = 1 Ньютон, м₁ = 1 кг, м₂ = 2 кг. Величина и направление ускорения равны…

Известно:

Масса 1 (м₁) = 1 кг

Масса 2 (м₂) = 2 кг

F₁ = 10 Ньютон

F₂ = 1 Ньютон

Требуются Величина и направление ускорения (а)

решение:

Результирующая сила:

ΣФ = Ф₁ - F₂ = 10 – 1 = 9 Ньютонов

Величина ускорения:

a = ∑F / (m₁ + м₂)

а = 9 / (1 + 2)

а = 9/3

a = 3 м / с²

Направление ускорения = направление результирующей силы = направление силы F₁

6.

Блок массой 40 кг ускоряется силой 200 Н. Ускорение блока составляет 3 м/с.s²Определите величину силы трения, действующей на блок.

A. 15 N

B. 40 N

C. 43 N

D. 80 N

Известно:

Масса (м) = 40 кг

Усилие (F) = 200 Н

Ускорение (а) = 3 м/с²²

Разыскивается: Сила трения (F_g)

решение:

Уравнение Второй закон движения Ньютона

ΣФ = но

ΣF = результирующая сила, m = масса, a = ускорение

Направление силы F — вправо, направление силы трения — влево (направление силы трения противоположно направлению движения объекта).

Выберите направление вправо как положительное, а направление влево как отрицательное.

ΣФ = но

Ф – Ф_g = ма

200 - F_g = (40)(3)

200 - F_g = 120

F_g = 200 - 120

F_g = 80 Ньютон

Правильный ответ - Д.

7. Блок А массой 100 грамм помещают над блоком В массой 300 грамм, а затем блок В толкают вертикально вверх с силой 5 Н. Определите нормальная сила воздействие блока В на блок А.

A. 1 N

B. 1.25 N

C. 2 N

D. 3 N

Известно:

Сила (F) = 5 Ньютона

Масса блока А (м)_A) = 100 грамм = 0.1 кг

Масса блока B (м)_B) = 300 грамм = 0.3 кг

Ускорение свободного падения (g) = 10 м/с²

Вес блока А (w_A) = (0.1 кг)(10 м/с²) = 1 кг м/с² = 1 Ньютон

Вес блока B (w)_B) = (0.3 кг)(10 м/с²) = 3 кг м/с² = 3 Ньютон

В розыске: Нормальная сила, действующая со стороны блока B на блок A.

решение:

На оба блока действуют несколько сил, как показано на рисунке.

F = сила толчка (действующая на блок B)

w_A = вес блока А (действующий на блок А)

w_B = вес блока B (действие на блок B)

N_A = нормальная сила, действующая со стороны блока B на блок A (действует на блок A)

N_A' = нормальная сила, действующая со стороны блока А на блок В (действует на блок В)

Примените второй закон Ньютона к обоим блокам:

ΣФ = но

Ф – в_A - в_B + N_A - N_A' = (м_A + м_B) в

N_A и н_A«Это силы действия и противодействия, имеющие одинаковую величину, но противоположное направление, поэтому они исключаются из уравнения».

Ф – в_A - в_B = (м_A + м_B) в

5 – 1 – 3 = (0.1 + 0.3) а

5 – 4 = (0.4) а

1 = (0.4) а

а = 1/0.4

a = 2.5 м / с²

Примените второй закон движения Ньютона к блоку А:

ΣФ = но

N_A - в_A = м_A a

N_A – 1 = (0.1)(2.5)

N_A - 1 = 0.25

N_A = 1 + 0.25

N_A = 1.25 Ньютон

Правильный ответ - Б.

8. Объект весом 4 Н поддерживается тросом и блоком. На блок действует сила 2 Н, а один конец троса тянет сила 9 Н. Определите результирующую силу, действующую на объект X.

А. 3 Н вверх

В. 4 Н вниз

C. 9 Н вверх

Д. 9 Н вниз

Известно:

Вес X (w)_X) = 4 Ньютона

Сила натяжения (F)_x) = 2 Ньютона

Сила натяжения (F)_T) = 9 Ньютона

Разыскивается: На объект X действует результирующая сила.

решение:

Вертикально направленные силы, действующие на объект.

Величина силы натяжения одинакова во всех частях шнура. Следовательно, сила натяжения составляет 9 Н.

Силы, действующие вертикально вниз на объект.

На объект X действуют две силы, и обе направлены вертикально вниз, горизонтальная составляющая веса w._x и горизонтальная составляющая силы F_x.

На объект действует результирующая сила.

F_T - в_X - F_x = 9 – 4 – 2 = 9 – 6 = 3

Результирующая сила, действующая на объект X, составляет 3 Ньютона и направлена ​​вертикально вверх.

Правильный ответ А.

9. Объект, первоначально находящийся в состоянии покоя на гладкой горизонтальной поверхности. На объект действует сила 16 Н, в результате чего объект ускоряется со скоростью 2 м/с².²Если тот же объект находится в состоянии покоя на шероховатой горизонтальной поверхности, и сила трения, действующая на него, равна 2 Н, то определите ускорение объекта, если на него действует та же сила 16 Н.

А. 1.75 м/с²

В. 1.50 м/с²

С. 1.00 м/с²

Д. 0.88 м/с²

Известно:

Сила (F) = 16 Ньютонов = 16 кг·м/с²²

Ускорение (а) = 2 м/с²²

Сила трения (F_Фрич) = 2 Ньютона = 2 кг·м/с²

В розыске: Ускорение объекта?

решение:

Гладкая горизонтальная поверхность (без силы трения):

ΣФ = но

Ф = но

16 = (м) 2

м = 16/2

m = 8 кг

Масса объекта составляет 8 килограммов.

Шероховатая горизонтальная поверхность (присутствует сила трения):

ΣФ = но

Ф – Ф_Фрич = ма

16 – 2 = 8 а

14 = 8 а

а = 14/8

a = 1.75 м / с²

Ускорение объекта составляет 1.75 м/с².².

Правильный ответ А.

10. Том и Эндрю толкают предмет по гладкому полу. Том толкает предмет с силой 5.70 Н. Если масса предмета составляет 2.00 кг, а ускорение, действующее на предмет, равно 2.00 м/с², то...^-2Затем определите величину и направление силы, действующей на Тома.

А. 1.70 Н, и её направление противоположно силе, действующей со стороны Андрея.

B. 1.70 Н, и её направление совпадает с направлением силы, действующей со стороны Эндрю.

C. 2.30 Н, и её направление противоположно силе, действующей со стороны Эндрю.

D. 2.30 Н, и её направление совпадает с направлением силы, действующей со стороны Эндрю.

Известно:

Сила толчка, действующая со стороны Эндрю (F).₁) = 5.70 Ньютона

Масса объекта (m) = 2.00 кг

Ускорение (а) = 2.00 м/с²²

В розыске: Величина и направление силы, действующей со стороны Тома (F)₂)?

решение:

Примените второй закон движения Ньютона:

ΣФ = но

F₁ + F₂ = ма

5.70 + F₂ = (2)(2)

5.70 + F₂ = 4

F₂ = 4 - 5.70

F₂ = – 1.7 Ньютона

Знак минус указывает на то, что (F)₂) противоположно действию силы толчка, совершаемому Эндрю (F)₁).

Правильный ответ А.

11. Если масса блока одинакова, на каком рисунке показано наименьшее ускорение?

Решение

Результирующая сила А:

ΣF = 4 Н + 2 Н – 3 Н = 6 Н – 3 Н = 3 Ньютона, влево

Результирующая сила B:

ΣF = 2 Н + 3 Н – 4 Н = 5 Н – 4 Н = 1 Ньютонов, вправо

Результирующая сила C:

ΣF = 4 Н + 3 Н – 2 Н = 7 Н – 2 Н = 5 Ньютонов, вправо

Результирующая сила D:

ΣF = 3 Н + 4 Н + 2 Н = 9 Ньютонов, вправо

Уравнение второго закона Ньютона:

ΣF = ma

a = ΣF / m

a = ускорение, ΣF = результирующая сила, m = масса

Исходя из приведенной выше формулы, ускорение (а) прямо пропорционально результирующей силе (ΣF) и обратно пропорционально массе (m). Если масса объекта одинакова, то чем больше результирующая сила, тем больше ускорение, или чем меньше результирующая сила, тем меньше ускорение.
Исходя из приведенных выше расчетов, наименьшая результирующая сила равна 1 Ньютону, следовательно, и ускорение наименьшее.

Правильный ответ - Б.

12. На объект массой 20 кг действуют некоторые силы, как показано на рисунке ниже.

Определите ускорение объекта.

Известно:

Масса объекта (m) = 20 кг

Чистая сила (ΣF) = 25 Н + 30 Н – 15 Н = 40 Н

Разыскивается: Ускорение объекта

решение:

Ускорение объекта, рассчитанное с использованием уравнения второго закона Ньютона:

ΣF = ma

a = ΣF/м = 40 Н/20 кг = 2 Н/кг = 2 м/с²

13. Какое из приведенных ниже утверждений описывает третий закон Ньютона?

(1) Пассажиров оттолкнуло вперед, когда автобус резко затормозил.

(2) Вкниги на бумаге не падают когда бумагу быстро вытаскивают

(3) При катании на скейтборде, когда нога отталкивается от земли, скейтборд скользит вперед.

(4) ОМашины отталкиваются назад, лодки движутся вперед.

решение:

(1) Первый закон Ньютона

(2) Первый закон Ньютона

(3) Третий закон Ньютона

(4) Третий закон Ньютона

[wpdm_package id = '470 ′]

1. Масса и вес
2. Нормальная сила
3. Второй закон движения Ньютона
4. Сила трения
5. Движение по горизонтальной поверхности без силы трения.
6. Движение двух тел с одинаковым ускорением по шероховатой горизонтальной поверхности при наличии силы трения.
7. Движение по наклонной плоскости без силы трения.
8. Движение по шероховатой наклонной плоскости с учетом силы трения.
9. Движение в лифте
10. Движение тел обеспечивается с помощью тросов и блоков.
11. Два тела с одинаковой величиной ускорения
12. Округление пологой кривой – динамика кругового движения
13. Прохождение виражного поворота – динамика кругового движения
14. Равномерное движение по горизонтальной окружности
15. Центростремительная сила при равномерном круговом движении

Читать далее

Решены задачи по законам движения Ньютона – Нормальная сила 

1. Предмет, лежащий на столе, показан на рисунке ниже. Масса предмета составляет 1 кг. Ускорение свободного падения составляет 9.8 м/с²Определите нормальную силу, действующую на объект со стороны стола.

Известно:

Масса (м) = 1 кг

Ускорение свободного падения (g) = 9.8 м/с²²

Вес (w) = мг = (1 кг)(9.8 м/с)²) = 9.8 кг м/с² = 9.8 Ньютон

Разыскивается: нормальная сила (Н)

решение:

Объект находится в состоянии покоя на столе, поэтому результирующая сила, действующая на него, равна нулю (первый или второй закон Ньютона). Вес объекта действует вертикально вниз, к центру Земли. Для уравновешивания объекта должна действовать другая сила. сила гравитацииОбъект лежит на столе, так что стол оказывает на него восходящую силу. Сила, оказываемая столом, часто называется нормальной силой (Н). Нормальная сила означает перпендикулярная.

Выберите направление вверх в качестве положительного направления оси Y. Результирующая сила, действующая на объект, равна:

ΣФу = 0

Н – в = 0

Н = w

Н = мг

Н = 9.8 Ньютонов

Нормальная сила, действующая на объект со стороны стола, составляет 9.8 Н, направленная вверх.

2. Два предмета, лежащие на столе. Масса объекта 1 (м)₁) = 1 кг, масса объекта 2 (м₂) = 2 кг, ускорение свободного падения (g) = 9.8 м/с²²Определите величину и направление нормальной силы, действующей со стороны m.₂ на них₁ и нормальная сила, оказываемая столом на м₂.

Решение

Известно:

Масса объекта 1 (м)₁) = 1 кг

Масса объекта 2 (м)₂) = 2 кг

Ускорение свободного падения (g) = 9.8 м/с²²

Вес объекта 1 (w₁) = м₁ g = (1)(9.8 м/с²) = 9.8 кг м/с² = 9.8 Ньютон

Вес объекта 2 (w)₂) = м₂ g = (2)(9.8 м/с²) = 19.6 кг м/с² = 19.6 Ньютон

В розыске: N₁ и н₂

решение:

(а) Нормальная сила, оказываемая m₂ к м₁ (N₁)

N₁ = ш₁ = 9.8 Ньютон

Направление N₁ направлен вверх.

(б) Нормальная сила, действующая со стороны стола на м₂ (N₂)

N₂ = ш₁ + ш₂ = 9.8 Ньютонов + 19.6 Ньютонов = 29.4 Ньютонов

Направление N₂ направлен вверх.

3. Предмет, лежащий на столе. Масса предмета составляет 2 кг, ускорение свободного падения — 9.8 м/с².²Величина силы F равна 10 Ньютонам. Найдите величину и направление нормальной силы, действующей со стороны стола на объект.

Решение

Известно:

Масса объекта (м) = 2 кг

Ускорение свободного падения (g) = 9.8 м/с²²

Вес (w) = мг = (2 кг)(9.8 м/с)²) = 19.6 кг м/с² = 19.6 Ньютон

Сила F (F) = 10 Ньютонов

Требуются : величина и направление нормальной силы (Н)

решение:

Направление нормальной силы — вверх.

Величина нормальной силы:

ΣF = 0

Н – Ф – в = 0

Н = Ф + в

N = 10 Ньютонов + 20 Ньютонов

Н = 30 Ньютонов

4. Предмет, лежащий на столе. Масса предмета — 1 кг, ускорение свободного падения — 9,8 м/с².²сила F₁ составляет 10 Н, а сила F.₂ g = 20 Н. Определите величину и направление нормальной силы, действующей со стороны стола на объект. g = 9.8 м/с²²

Решение

Известно:

Масса (м) = 1 кг

Ускорение свободного падения (g) = 9.8 м/с²²

Вес (w) = мг = (1 кг)(9.8 м/с)²) = 9.8 кг м/с² = 9.8 Ньютон

F₁ = 10 Ньютон

F₂ = 20 Ньютон

В розыске: Величина и направление нормальной силы (Н)

решение:

Нормальная сила действует вверх.

Величина нормальной силы:

ΣF = 0

Н – Ф₂ – w + F₁ = 0

Н = Ф₂ + w – F₁

N = 20 Ньютонов + 9.8 Ньютонов – 10 Ньютонов

Н = 19.8 Ньютонов

5. Масса объекта (m) = 2 кг, ускорение свободного падения (g) = 9.8 м/с².²угол = 30^oНайдите величину и направление нормальной силы, действующей на объект.

решение:

w — это вес, w_x — горизонтальная составляющая веса, w_y — вертикальная составляющая веса, Н — нормальная сила.

Известно:

масса (м) = 2 кг

Ускорение свободного падения (g) = 9.8 м/с²²

вес (w) = мг = (2 кг)(9.8 м/с)²) = 19.6 кг м/с² = 19.6 Ньютон

w_x = w sin 60^o = (19.6 Н)(0.5)√3= 9.8√3 Ньютон

w_y = w cos 60 = (19.6 Н)(0.5) = 9.8 Ньютон

Разыскивается: нормальная сила (N)

решение:

ΣF = 0

Н – в_y = 0

Н = w_y

Н = 9.8 Ньютонов

[wpdm_package id = '467 ′]

1. Масса и вес
2. Нормальная сила
3. Второй закон движения Ньютона
4. Сила трения
5. Движение по горизонтальной поверхности без силы трения.
6. Движение двух тел с одинаковым ускорением по шероховатой горизонтальной поверхности при наличии силы трения.
7. Движение по наклонной плоскости без силы трения.
8. Движение по шероховатой наклонной плоскости с учетом силы трения.
9. Движение в лифте
10. Движение тел обеспечивается с помощью тросов и блоков.
11. Два тела с одинаковой величиной ускорения
12. Округление пологой кривой – динамика кругового движения
13. Прохождение виражного поворота – динамика кругового движения
14. Равномерное движение по горизонтальной окружности
15. Центростремительная сила при равномерном круговом движении

Читать далее

Решены задачи из области законов движения Ньютона – масса и вес.

1. Вес массы 1 кг на поверхности Земли равен… g = 9.8 м/с²²

Известно:

Масса (м) = 1 кг

ускорение свободного падения на поверхности Земли (g) = 9.8 м/с²

Разыскивается: вес (w)

решение:

w = мг

m = масса (единица измерения массы в системе СИ — килограмм, кг)

g = ускорение свободного падения (единица измерения g в системе СИ — м/с²).²)

w = вес (единица измерения w в системе СИ — кг·м/с²).² или Ньютон)

Вес:

w = (1 кг)(9.8 м/с²) = 9.8 кг м/с² = 9.8 Ньютон

2.

(а) Нарисуйте сила тяжести (вес) которое действует на объект, когда объект находится в состоянии покоя на столе, как показано на рисунке (а).

(б) Изобразите силу тяжести (вес) и ее составляющие, действующие на объект, скользящий вниз. наклонная плоскостькак показано на рисунке (б)

Решение

Сила тяжести направлена ​​вниз, к центру Земли.

w_x = горизонтальная составляющая веса и w_y = вертикальная составляющая веса

3. Масса ящика составляет 1 кг, а ускорение свободного падения — 9.8 м/с².²Найдите (а) вес и (б) горизонтальную и вертикальную составляющие веса.

Решение

Вес: w = mg = (1 кг)(9.8 м/с²)²) = 9.8 кг м/с² = 9.8 Ньютон

Горизонтальная составляющая веса:

w_x = w sin 30^o = (9,8 Н)(0,5) = 4.9 Ньютона

Вертикальная составляющая веса:

w_y = w cos 30^o = (9.8 Н)(0.5√3) = 4.9√3 Ньютона

[wpdm_package id = '458 ′]

1. Масса и вес
2. Нормальная сила
3. Второй закон движения Ньютона
4. Сила трения
5. Движение по горизонтальной поверхности без силы трения.
6. Движение двух тел с одинаковым ускорением по шероховатой горизонтальной поверхности при наличии силы трения.
7. Движение по наклонной плоскости без силы трения.
8. Движение по шероховатой наклонной плоскости с учетом силы трения.
9. Движение в лифте
10. Движение тел обеспечивается с помощью тросов и блоков.
11. Два тела с одинаковой величиной ускорения
12. Округление пологой кривой – динамика кругового движения
13. Прохождение виражного поворота – динамика кругового движения
14. Равномерное движение по горизонтальной окружности
15. Центростремительная сила при равномерном круговом движении

Читать далее

Решенные задачи по линейному движению – движение вверх и вниз в свободном падении

1. Человек подбрасывает мяч вверх с начальной скоростью 20 м/с. Рассчитайте, на какую высоту он поднимется. Пренебрегите сопротивлением воды. Ускорение силы тяжести (g) = 10 м/с².

Решение

Мы используем одно из этих кинематических уравнений для движение с постоянным ускорением, как показано ниже.

v_t = V_o + в

s = v_o т + ½ при²

v_t² = V_o² + 2 оси

Известно:

Мы выбираем направление вверх как положительное, а направление вниз как отрицательное.

Начальная скорость (v_o) = 20 м/с (положительное направление вверх)

Ускорение свободного падения (g) = – 10 м/с²² (отрицательное значение вниз).

Конечная скорость (v_t) = 0 (его скорость на мгновение равна нулю в самой высокой точке)

В розыске: Максимальная высота (h)

решение:

v_t² = V_o² + 2 г

0 20 = (XNUMX XNUMX²) + 2(-10) ч

0 = 400 – 20 ч

400 = 20 ч

h = 400 / 20 = 40 / 2 = 20 метров

2. Человек, стоя на краю обрыва, бросает камень вверх со скоростью 20 м/с, так что камень падает у подножия обрыва, расположенного на высоте 100 метров ниже.

(а) Сколько времени потребуется мячу, чтобы достичь подножия скалы? (б) Конечная скорость непосредственно перед ударом камня о землю. Ускорение свободного падения (g) = 10 м/с²²Сопротивление воздуха игнорировать.

Известно:

Мы выбираем направление вверх как положительное, а направление вниз как отрицательное.

Высота (h) = -100 метров (отрицательное значение, поскольку конечное положение ниже начального).

Начальный скорость (v_o) = 20 м/с (положительное направление вверх)

Ускорение свободного падения (g) = -10 м/с²² (отрицательное значение вниз)

В розыске:

(а) Время в воздухе или временной интервал (t)

(b) Конечная скорость (v)_t)

решение:

(а) Временной интервал (t)

Известно:

Высота (h) = -100 метров (отрицательное значение, поскольку конечное положение ниже начального).

Начальная скорость (v_o) = 20 м/с² (положительное направление вверх), ускорение свободного падения (g) = -10 м/с²² (отрицательное значение вниз).

ч = v_o т + ½ гт²

-100 = (20) t + ½ (-10) t²

-100 = 20 т – 5 т²

-5 т² + 20 т + 100 = 0

Мы используем формулу квадратного уравнения:

(б) Конечная скорость

v_t² = V_o² + 2 г

v_t² = (20²) + 2 (-10)(-100)

v_t² = 400 + 2000

v_t² = 2400

v_t = 49 м / с

[wpdm_package id = '515 ′]

[wpdm_package id = '517 ′]

1. Расстояние и перемещение
2. Средняя скорость и средняя величина скорости
3. Постоянная скорость
4. Постоянное ускорение
5. Свободное падение
6. Движение вниз в свободном падении
7. Движение вверх и вниз в свободном падении

Читать далее

Решенные задачи линейного движения – движение вниз в свободном падении

1. Мяч брошен вертикально вниз с начальной скоростью 10 м/с и достигает земли через 2 секунды. Найдите конечную скорость непосредственно перед ударом мяча о землю. Ускорение свободного падения (g) = 10 м/с²Сопротивление воздуха игнорировать.

Известно:

Начальная скорость (v_o) = 10 м / с

Прошедшее время (t) = 2 секунды

Ускорение свободного падения (g) = 10 м/с²²

Требуется: конечная скорость (v)_t)

решение:

Ускорение 10 м/с²² означает увеличение скорости на 10 м/с в секунду. Через 3 секунды скорость = 30 м/с.

Конечная скорость = 10 м/с + 20 м/с = 30 м/с.

Кинематические уравнения для движение с постоянным ускорениемкак показано ниже:

v_t = V_o + в ………. 1

ч = v_o т + ½ при² ………. 2 год

v_t² = V_o² + 2 ах ………. 3

v_t = V_o + gt

v_t = 10 + (10)(2)

v_t = 10 + 20 = 30 м/с

Конечная скорость = v_t = 30 м / с

2. Камень брошен вертикально вниз с моста с начальной скоростью 5 м/с и достигает воды через 2 секунды. Рассчитайте высоту моста.

Известно:

Начальная скорость (v_o) = 5 м / с

Прошедшее время (t) = 2 секунды

Ускорение свободного падения (g) = 10 м/с²²

В розыске: высота моста (h)

решение:

ч = v_o т + ½ гт²

h = (5)(2) + ½ (10)(2)²

h = 10 + (5)(4)

ч = 10 + 20

h = 30 метров

3. Мяч брошен вертикально вниз с начальной скоростью 10 м/с с высоты 80 метров. Найдите (а) время в воздухе (б) конечную скорость непосредственно перед ударом мяча о землю.

Известно:

высота (h) = 80 метров

Начальная скорость (v_o) = 10 м / с

Ускорение свободного падения (g) = 10 м/с²²

В розыске:

(а) Временной интервал (t)

(b) Конечная скорость (v)_t)

решение:

(а) Временной интервал (t)

Конечная скорость:

v_t² = V_o² + 2 г

v_t² = (10)² + 2(10)(80) = 100 + 1600 = 1700

v_t = 41 м / с

Временной интервал (t):

v_t = V_o + gt

41 = 10 + (10)(t)

41 – 10 = 10 т

31 = 10 т

t = 31 / 10 = 3,1 секунд

(b) Конечная скорость (v)_t) ?

v_t = 41 м / с

[wpdm_package id = '513 ′]

[wpdm_package id = '517 ′]

1. Расстояние и перемещение
2. Средняя скорость и средняя величина скорости
3. Постоянная скорость
4. Постоянное ускорение
5. Свободное падение
6. Движение вниз в свободном падении
7. Движение вверх и вниз в свободном падении

Читать далее