Mataupu e uiga i le tulafono a Newton o le kalave lautele
I le mataupu o le tulafono a Newton, na aʻoaʻoina ai o mea uma e malolo muamua e avea ma mea e gaoioi, pe soʻo se mea e gaoioi muamua e avea ma mea e malolo pe afai e iai se "mea" e gaoioi pe taofi ai le mea. E taʻua se mea o le "malosi". Aiseā e paʻuʻū ai pe agai atu le fua i luga o le eleele pe a uma ona tatalaina mai le ogalaau? O le tulafono a Newton e taʻu mai ai afai e gaoioi le fua, e tatau ona iai se malosiaga e galue i luga o le fua. O le malosiaga e mafua ai ona paʻuʻū fua poʻo soʻo se mea i luga o le eleele e taʻua o le malosiaga o le kalave.
O le faʻafitauli o mea e paʻuʻū e aofia ai le malosi o le kalave, lea o loʻo e suʻesuʻeina nei, ua mafaufauina ma suʻesuʻeina e Isaac Newton, o se saienitisi Peretania. O lenei mataupu na manatu Newton ua i ai talu mai Eleni Anamua. E lua mataupu autu na suʻesuʻeina e tagata Eleni, aʻo leʻi fanau mai Newton. O le fesili e masani ona fesiligia, pe aisea e paʻuʻū ai mea i luga o le fogaeleele ma le auala e fealuaʻi ai paneta, e aofia ai le la ma le masina. O tagata Eleni i lena taimi na latou vaʻaia le popolega o mea e paʻuʻū ma fealuaʻi o paneta o ni mea se lua eseese. O lea la, na faʻaauau pea seʻia oʻo i le taimi o Newton. O lea la, o le mea na gaosia e Newton na fausia i luga o galuega a tagata na muamua atu ia te ia. O le mea e ese ai Newton ma tagata na muamua atu ia te ia, o le vaʻaia e Newton o le faigata o mea e paʻuʻū ma fealuaʻi o paneta e mafua mai i le tasi mea ma e tatau ona usitaʻia le tulafono lava e tasi. I se isi faaupuga, na finau Newton o le malosi e mafua ai ona paʻuʻū mea i luga o le fogaeleele o le malosi lava lea e tasi, lea e mafua ai ona fealuaʻi le masina i le lalolagi.
O le sootaga i le va o le malosi o le kalave ma le mamao ma le mamafa
I le fa'atulagaina o le tulafono o le kalave, na fa'atusatusa ai e Newton le fa'avavevaveina o fuala'au e pa'ū i tafatafa o le fogaeleele ma le fa'avavevaveina o le centripetal o le masina pe a fa'ata'amilo i le fogaeleele. E tusa ai ma Newton, o le fa'avavevaveina e o'o i ai le pa'ū o fuala'au ma le fa'avavevaveina o le centripetal e o'o i ai le masina o lo'o fa'ata'amilo i le fogaeleele e mafua mai i le malosi lava e tasi, o le malosi o le kalave o le fogaeleele. Ua finau Newton o le fa'avavevaveina o le masina pe a fa'ata'amilo i le fogaeleele e tutusa ma le 1/r2 lea r = le mamao i le va o le ogatotonu o le lalolagi ma le ogatotonu o le masina = 3.84 x 108 m. O le fa'avavevaveina o le pa'ū o fuala'au e tutusa ma le 1/R2 , lea R = le mamao i le va o le ogatotonu o le lalolagi ma le ogatotonu o fuala'au. O le fuala'au e latalata i le fogaeleele o le fogaeleele o lea R = R F , lea R E = radius o le lalolagi = 6.37 x 106 m . O lea la, o le fa'atusatusaga i le va o le fa'avavevaveina o le masina (a M ) ma le fa'avavevaveina o fuala'au (g):
O lea la, o le fa'avavevaveina centripetal o le masina:
a M = (2.75 x 10 -4 )(g) = (2.75 x 10 -4 )(9.8 m/s² ) = 2.7 x 10 -3 m/ s²
Sa fa'atusatusa fo'i e Newton le fa'avavevaveina o le centripetal o le masina i se auala ese. Ua iloa o le vaitaimi o le taamilosaga o le masina po'o le taimi e fai ai le tasi taamilosaga = 27.3 aso = 2.36 x 10 6 sekone. O le umi o le ala e ui ai le masina = le li'o o le taamilosaga o le masina = 2 (3.14) (r) lea o le r = le mamao i le va o le ogatotonu o le masina ma le ogatotonu o le lalolagi. O le fa'avavevaveina o le centripetal o le Masina:
O le fa'avavevaveina fa'asenetipeti o le masina na maua i lenei fuafuaga e toetoe lava tutusa ma taunu'uga o fuafuaga na muamua atu. O le Tulafono Lona Lua a Newton e ta'u mai ai o le malosi e tutusa ma le fa'avavevaveina (F = ma). O fuafuaga o lo'o i luga e fa'aalia ai o le fa'avavevaveina e tutusa ma le 1/r 2 pe o le fa'avavevaveina e fa'afeagai ma le sikuea o le mamao (r 2 ). O lea la, e mafai ona fa'ai'uina o le malosi o le kalave e tutusa ma le 1/r 2 pe o le malosi o le kalave e fa'afeagai ma le sikuea o le mamao. Fa'amatematika:
I le faaopoopo atu i le suʻesuʻeina o le sootaga i le va o malosiaga o le kalave ma le mamao i le va o mea faitino, sa suʻesuʻeina foi e Newton le sootaga i le va o malosiaga o le kalave ma le mamafa o mea faitino. O le Tulafono Lona Tolu a Newton e faapea afai e iai se malosiaga o le gaioiga, e iai se malosiaga o le tali atu. O le malosiaga o le gaioiga ma le malosiaga o le tali atu e tutusa le tele ma le itu e faafeagai (F-action = -F reaction, o se faailoga leaga e faailoa mai ai o le itu o le malosiaga e faafeagai). Afai e tosina mai e le malosiaga o le kalave o le lalolagi le fua, e tosina mai foi e le malosiaga o le kalave o le fua le lalolagi. E galue le malosiaga o le kalave o le lalolagi i le fua, ae o le malosiaga o le kalave o le fua e galue i le lalolagi. E faapena foi, o le malosiaga o le kalave i le va o le lalolagi ma le masina. O le malosiaga o le kalave o le lalolagi ma le malosiaga o le kalave o le fua po o le malosiaga o le kalave ma le malosiaga o le kalave o le masina o se malosiaga o le tali atu. Talu ai o le malosiaga e tutusa ma le mamafa (F = ma) ma ona o le malosiaga o le gaioiga ma le malosiaga o le tali atu e tutusa le tele, o le malosiaga o le kalave i le va o mea faitino e lua e tatau ona tutusa ma le mamafa o mea faitino e lua. I le faafuainumera:
O le tulafono a Newton o le kalave lautele
O le tulafono a Newton o le kalave lautele e faapea o mea uma i le atulaulau e fetosoa'i le tasi ma le isi, lea o le fetosoa'i i le va o mea e tutusa ma lo latou mamafa ma e feteenai ma le sikuea o lo latou mamao. Afai e vaeluaina ni mea se lua e m 1 ma le m 2 le mamafa i le mamao r, o le tele lea o le malosi o le kalave i le va o mea e lua e faapea:
G = tumau o le kalave (6.673 x 10 -11 Nm² / kg² ) . E fuaina le G e ala i le fa'ata'ita'iga.
F12 o le malosi o le kalave e faʻaaogaina i le m1 i le m2 a'o F21 o le malosi o le kalave e faʻaaogaina i le m2 i le m1. F12 galue i le m2 ma toso m2 agai atu i le m1, a'o F21 galue i le m1 ma toso m1 agai atu i le m2. F21 ma F12 e tutusa le tele ma le itu fa'afeagai. O lea la, o le F21 ma F12 o ni paga o le gaioiga-tali. o le r o le mamao i le va o totonugalemu o le m1 ma le ogatotonu o le m2. O le ogatotonu o le m1 o loʻo i le ogatotonu o le mea faitino, e faʻapea foʻi le ogatotonu o le m2. Afai e ta'u mai le r i le km, ona muamua lea ona liua i mita (iunite fa'avaomalo).
Fa'ata'ita'iga fa'afitauli 1 (malosiaga o le kalave i le va o vaega e 2)
Fuafua le malosi o le kalave i le va o tamaiti aʻoga e toʻalua, e tofu le la mamafa ma le 30 kg ma le 40 kg, ma le mamao e 1 mita.
fofo
E matuā laʻitiiti lava le malosi o le kalave ma e lē fetosoaʻi ai mea e lua.
Fa'ata'ita'iga fa'afitauli 2 (malosiaga o le kalave i le va o vaega e 2)
Fuafua le aofaʻi atoa o le malosi o le kalave e oo i ai le m2 ona o le malosi o le kalave e faʻaaoga i le m1 i le m2 ma le malosi o le kalave e faʻaaogaina i le m3 i le m2. O le mamao i le va o ogatotonu m1 ma m2 e 2 mita ma le mamao i le va o ogatotonu e m2 ma m3 e 1 mita.
fofo:
O le malosi o le kalave o le m 1 i le m 2 :
O le malosi o le kalave o le m 3 i le m 2 :
O le aofaʻi atoa o le malosi o le kalave e oo i ai le m 2 :
Fg aofaʻi = (6.673 – 1.668) x 10 -11 N = 5.005 x 10 -11 N. I le ata o loʻo i lalo, e umi atu le aū F 32 nai lo le aū F 12. O lea la, o le itu o le malosiaga atoa o le kalave e alu i le m 3.
Fa'ata'ita'iga o le fa'afitauli 3 (aofa'i o le malosi o le kalave = sero):
E lua polo A ma le B, e tofu le mamafa ma le m ma le 5 m. E tutusa le lautele o polo uma e lua. Afai o le malosi o le kalave i se tulaga i le va o le polo A ma le polo B e tutusa ma le zero, o lona uiga o le mamao o lena tulaga mai le fogāeleele o le polo A o le …
fofo:
O le lautele o polo A ma le B e 1 mita, o lea la o le radius o polo A ma le B e 0.5 mita. O le mamao i le va o ogatotonu o polo A ma le B e 6 mita.
Tatou te tuʻuina se vaega faʻataʻitaʻi ma le mamafa m i se tulaga o loʻo i le va o le polo A ma le polo B.
F A = le malosi o le kalave e faʻaaogaina e le polo A i le vaega o le suʻega (le itu o le kalave agai i le polo A).
F B = le malosi o le kalave e faʻaaogaina e le polo B i le vaega o le suʻega (le itu o le kalave agai i le polo B).
O lea la o le malosi o le kalave e oo i ai le vaega o le suʻega e leai se tasi, o lona uiga o le F A = F B (O le F A ma le F B e eseese itu).
Faaaoga le fua fa'atatau fa'atafafā e fuafua ai le tau o le x
O lea la x = 4.88 mita
4.88 m – 0.5 m = 4.38 m. O le malosi o le kalave e leai, e 4.38 mita mai le fogāeleele o le polo A. O le a le mamao mai le fogāeleele o le polo B?
Fuaina o le tumau o le kalave lautele (G)
Ina ia iloa le mamafa o lou tino, e na'o lou tu i luga o se fua fa'atatau ona faitau lea o le fua fa'atatau o lou mamafa. E faigofie ona fuaina le mamafa o lou tino. Ia, e fa'apefea ona fuaina le mamafa o le lalolagi? E leai ni fua fa'atatau tetele e fa'aaogaina e fuaina ai le mamafa o le lalolagi. Afai e leai se fua fa'atatau, e le mafai ona tatou fuaina le mamafa o le lalolagi e fa'aaoga ai nei fua fa'atatau aua o lo'o fealua'i pea le lalolagi i taimi uma. E iloa le mamafa o le lalolagi e ala i fa'atusatusaga pe a uma ona fuaina le tumau o le kalave lautele (G) e ala i fa'ata'ita'iga.
mamafa
O le mamafa o se mea faitino o le aofaʻi atoa lea o le malosi o le kalave e faʻatinoina i luga o se mea faitino ona o le malosi o le kalave e faʻaaogaina e mea uma i le atulaulau i luga o lena mea faitino. Afai o loʻo i luga aʻe o le fogaeleele poʻo le fogaeleele o le lalolagi le mea faitino, ona tatou le amanaʻiaina lea o le malosi o le kalave o loʻo tauaveina e isi mea faitino i le atulaulau. Mafaufau i le mamafa o se mea faitino o le malosi o le kalave o le lalolagi o loʻo faʻatinoina i luga o le mea faitino.
w = mamafa o le mea faitino, m E = mamafa o le eleele, m = mamafa o le mea faitino, R E = radius o le eleele.
Afai o se mea faitino e maualuga atu i le h i luga a'e o le fogaeleele (o mea faitino e maualuga atu i se maualuga patino e pei o se vaalele, mo se fa'ata'ita'iga) pe o mea faitino e vaelua r i luga a'e o le fogaeleele lea o le r = R E + h,
o le malosi o le kalave o loʻo faʻatinoina i luga o le mea faitino poʻo le mamafa o le mea faitino e faapea:
O lenei fua fa'atatau e fa'aalia ai o le mamafa o se mea e fa'aitiitia i le sikuea o le mamao mai le ogatotonu o le lalolagi. O lea la, o le mamao ese mai le fogaeleele, o le fa'aitiitia fo'i lea o le mamafa o mea.
Fa'avavevaveina o le kalave
E faʻavae i luga o le tulafono lona lua a Newton, ua tatou iloa o le mamafa o se mea faitino o le malosi lea e mafua ai ona faʻavavevaveina le paʻu saʻoloto (faʻavavevaveina o le kalave):
w = mg
Tuufaatasia fua faatatau uma e lua w = F g ma le w = mg :
O lenei fua fa'atatau e fa'amatalaina ai le fa'avavevaveina o le kalave e o'o i ai se mea i se maualuga patino i luga a'e o le fogaeleele. E ala i lenei fua fa'atatau, ua iloa ai o le fa'avavevaveina o le kalave e fa'aitiitia i le fa'ateleina o le maualuga ma e le fa'alagolago i le tele o mea e pa'u'ū sa'oloto.
Fa'avavevaveina o le kalave o mea o lo'o i luga a'e o le fogaeleele po'o luga a'e o le eleele:
E mafai ona fuafuaina le mamafa o le lalolagi e ala i le suia o le fua fa'atatau o lo'o i luga i le:
Fuafua le mamafa o le lalolagi e faʻaaoga ai lenei fua faʻatatau!
Faʻafitauli ma Fofo
1. E lua mea m 1 ma le m 2 e tofu ma le mamafa e 6 kg ma le 9 kg e vaeluaina i le mamao e 5 cm. O le mea m 3 = 1 kg ua tuu i le va o mea e lua. Afai o le malosi o le kalave e oo i ai m 3 = 0 ona o le mamao lea o m 3 mai le m1 o le …
Malosiaga o le kalave = 0 pe afai o le F 13 = F 23.
a = -1, b = -20, c = 50
Faaaoga le fua fa'atatau fa'atafafā:
E lē mafai ona leaga ia taunuuga. O lea la, x = r 13 = mamao m 3 ma le m 1 = 2.25 cm.
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2. E 60 cm le va o mea e lua A ma B. O le mamafa A e 24 kg ma le mamafa B e 10 kg. O fea le tulaga o se nofoaga e tutusa lona malosi ma le zero?
Malae kalave = 0 pe afai o le g A = g B.
ia = 7
b = -1440
c = 43200
Faaaoga le fua fa'atatau fa'atafafā:
x = r A = 169.25 cm pe
x = r A = 36.46 cm
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