1. Oseba s težo 50 kg v dvigalu. Pospešek zaradi gravitacije = 10 m/s 2. Določite normalno silo, s katero dvigalo deluje na predmet, če:
(a) dvigalo miruje
(b) dvigalo se premika navzdol s konstantno hitrostjo
(c) dvigalo pospešuje navzgor s konstantnim pospeškom 5/ s²
(d) dvigalo se je pospeševalo navzdol s konstantno hitrostjo 5 m/ s²
(e) dvigalo v prostem padu
Rešitev
Znano:
Masa osebe (m) = 50 kg
Pospešek zaradi gravitacije (g) = 10 m/ s²
Teža (w) = mg = (50)(10) = 500 Newtonov
Iščemo: Normalna sila (N)
Rešitev:
(a) dvigalo miruje
Dvigalo miruje, zato ni pospeška (a = 0)
V pozitivni smeri izberemo smer navzgor, v negativni pa smer navzdol.
Σ F = ma
S – š = 0
N = w
N = 500 Newtona
(b) dvigalo se premika navzdol s konstantno hitrostjo
Konstantna hitrost, zato ni pospeška (a = 0)
V pozitivni smeri izberemo smer navzgor, v negativni pa smer navzdol.
Σ F = ma
S – š = 0
N = w
N = 500 Newtona
(c) dvigalo pospešuje navzgor s konstantno hitrostjo 5 m/ s²
Smer pospeška je navzgor, zato izberemo pozitivno smer navzgor.
N – w = ma
N = w + ma
N = 500 + (50)(5)
N = 500 + 250
N = 750 Newtona
Oseba čuti, da se tla dvigajo močneje kot takrat, ko dvigalo miruje ali se premika s konstantno hitrostjo.
Če oseba stoji na tehtnici, tehtnica odčita velikost sile navzdol, ki jo oseba izvaja na tehtnici. Po Newtonovem tretjem zakonu je to enako velikosti normalne sile navzgor, ki jo tehtnica izvaja na osebo.
(d) dvigalo se je pospeševalo navzdol s konstantno hitrostjo 5 m/ s²
Smer pospeška je navzdol, zato izberemo pozitivno smer navzdol.
w – N = ma
N = w – ma
N = 500 – (50)(5)
N = 500–250
N = 250 Newtona
Teža osebe je 250 N, kar je manj od dejanske teže w = 500 N.
(e) dvigalo v prostem padu
Prosti pad pomeni, da je pospešek dvigala enak pospešku zaradi gravitacije. Velikost pospeška zaradi gravitacije je 9,8 m/s² , njegova smer pa je navzdol proti središču Zemlje. Hitrost se linearno povečuje s časom za 9,8 m/s vsako sekundo.
Smer pospeška je navzdol, zato izberemo pozitivno smer navzdol.
w – N = ma
N = w – ma
N = 500 – (50)(10)
N = 500–500
N = 0
2. Določite napetost v kablu dvigala. Masa dvigala = 2000 kg.
(a) dvigalo miruje
(b) dvigalo pospešuje navzdol s konstantno hitrostjo 5 m/ s²
(c) dvigalo pospešuje navzgor s konstantno hitrostjo 5 m/ s²
(d) dvigalo v prostem padu
Pospešek zaradi gravitacije (g) = 10 m/ s²
Rešitev
Znano:
Masa dvigala (m) = 2000 kg
Pospešek gravitacije (g) = 10 m/ s²
teža (w) = mg = (2000)(10) = 20,000 Newtonov
Iščemo: Natezna sila (T)
Rešitev:
(a) dvigalo miruje
dvigalo miruje, zato ni pospeška (a = 0)
Za pozitivno smer izberemo smer navzgor, za negativno smer pa smer navzdol.
Σ F = ma
T – w = 0
T = w
T = 20,000 Newtonov
Napetost kabla (T) = teža dvigala (w) = 20,000 Newtonov
(b) dvigalo pospešuje navzdol s konstantno hitrostjo 5 m/ s²
Smer pospeška je navzdol, zato izberemo pozitivno smer navzdol.
w – T = ma
T = w – ma
T = 20,000 – (2000)(5)
T = 20,000 – 10,000
T = 10,000 Newtonov
c) dvigalo pospešuje navzgor s konstantno hitrostjo 5 m/ s²
Smer pospeška je navzdol, zato izberemo pozitivno smer navzgor.
T – w = ma
T = w + mA
T = 20,000 + (2000)(5)
T = 20,000 + 10,000
T = 30,000 Newtonov
(d) dvigalo v prostem padu
Smer pospeška je navzdol, zato izberemo pozitivno smer navzdol.
w – T = ma
T = w – ma
T = 20,000 – (2000)(10)
T = 20,000 – 20,000
T = 0
[id_paketa wpdm='482']
- Masa in teža
- normalna moč
- Newtonov drugi zakon gibanja
- Sila trenja
- Gibanje po vodoravni površini brez sile trenja
- Gibanje dveh teles z enakim pospeškom na hrapavi vodoravni površini s silo trenja
- Gibanje po nagnjeni ravnini brez sile trenja
- Gibanje po grobi nagnjeni ravnini s silo trenja
- Gibanje v dvigalu
- Gibanje teles je povezano z vrvicami in škripci
- Dve telesi z enako velikostjo pospeška
- Zaokroževanje ravne krivulje – dinamika krožnega gibanja
- Zaokroževanje nagnjene krivulje – dinamika krožnega gibanja
- Enakomerno gibanje v vodoravnem krogu
- Centripetalna sila pri enakomernem krožnem gibanju
