1. Dve škatli sta povezani z vrvico, ki poteka čez škripec. Zanemarite maso vrvice in škripca ter morebitno trenje v škripcu. Masa škatle 1 = 2 kg, masa škatle 2 = 3 kg, gravitacijski pospešek = 10 m/s² . Poiščite (a) pospešek sistema (b) napetost v vrvi!
Rešitev
Znano:
Masa škatle 1 (m 1 ) = 2 kg
Masa škatle 2 (m 2 ) = 3 kg
Pospešek zaradi gravitacije (g) = 10 m/ s²
Teža škatle 1 (w 1 ) = m 1 g = (2)(10) = 20 Newtonov
Teža škatle 2 (w² ) = m² g = (3)(10) = 30 Newtonov
Rešitev:
(a) velikost in smer pospeška
w2 > w1 , zato škatla 2 pospešuje navzdol, škatla 1 pa navzgor.
Sile, ki imajo isto smer kot pospešek (w2 in T1 ) , imajo pozitiven predznak. Sile, ki imajo nasprotno smer od pospeška (T2 in w1 ) , imajo negativen predznak.
∑ F = ma
w2 - T.2 + T1 - w1 = (m1 +m2) a ——-> T1 = T.2 = T.
w² – T + T – w1 = ( m1 + m2 ) a
w² – w1 = ( m1 + m2 ) a
30 – 20 = (2 + 3) a
10 = 5 a
a = 10 / 5
a = 2 m/ s²
Velikost pospeška je 2 m/ s².
(b) Natezna sila
Škatla 2:
Na škatlo 2 delujeta dve sili: prva, teža škatle 2 (w2 ) , ki je usmerjena navzdol, zato je pozitivna. Druga, sila napetosti, ki deluje na škatlo 2 (T2 ) , je usmerjena navzgor, zato je negativna. Uporabimo Newtonov drugi zakon gibanja.
∑ F = ma
w² – T² = m² a
30 – T2 = (3)(2)
30 – T2 = 6
T2 = 30 – 6
T2 = 24 Newtonov
Polje 1:
Na škatlo 1 delujeta dve sili. Prva , teža škatle 1 (w1 ) , je usmerjena navzdol, zato je negativna. Drugič , sila napetosti, ki deluje na škatlo 1 (T1 ) , je usmerjena navzgor, zato je pozitivna. Uporabimo Newtonov drugi zakon gibanja:
∑ F = ma
T1 – w1 = m1a
T1 – 20 = (2)(2)
T 1 – 20 = 4
T1 = 20 + 4
T1 = 24 Newtonov
Velikost natezne sile = T1 = T2 = T = 24 Newtonov
2. Predmet na hrapavi vodoravni površini. Masa predmeta 1 = 2 kg, masa predmeta 2 = 4 kg, pospešek zaradi gravitacije = 10 m/s² , koeficient statičnega trenja = 0.4, koeficient kinetičnega trenja = 0.3. Ali sistem miruje ali je pospešen? Če je sistem pospešen, poiščite velikost in smer pospeška sistema!
Rešitev
Znano:
Masa predmeta 1 (m 1 ) = 2 kg
Masa predmeta 2 (m 2 ) = 4 kg
Pospešek zaradi gravitacije (g) = 10 m/ s²
Koeficient statičnega trenja ( μs ) = 0.4
Koeficient kinetičnega trenja ( μk ) = 0.3
Teža predmeta 1 (w² ) = m² g = (2)(10) = 20 Newtonov
Teža predmeta 2 (w² ) = m² g = (4)(10) = 40 Newtonov
Normalna sila, ki deluje na predmet 1 (N) = w 1 = 20 Newtonov
Sila statičnega trenja, ki deluje na predmet 1 (f s ) = μ s N = (0.4)(20) = 8 Newtonov
Sila kinetičnega trenja, ki deluje na predmet 1 (f k ) = μ k N = (0.3)(20) = 6 Newtonov
Želeno: pospešek (a)
Rešitev:
w 2 > f s (40 Newtonov > 8 Newtonov), zato se telo 2 pospešuje navpično navzdol, telo 1 pa vodoravno v desno. Sila trenja, ki deluje na telo 1, je sila kinetičnega trenja (f k ). Uporabimo Newtonov drugi zakon gibanja:
∑ F = ma
w² – = ( m² + m² ) a
40 – 6 = (2 + 4) a
34 = 6 a
a = 34 / 6 = 17 / 3
a = 5.7 m/ s²
Velikost pospeška = 5.7 m/ s²
[id_paketa wpdm='484']
- 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
