Tulafono a Newton o le gaioiga - faʻafitauli ma fofo

Tulafono a Newton o le gaioiga - faʻafitauli ma fofo

Le tulafono muamua a Newton e uiga i le gaioiga

1. Afai e leai se malosiaga atoa e galue i luga o se mea faitino, ona:

(1) e le'i fa'avavevaveina le mea faitino

(2) mea o loʻo malolo

(3) le suiga o le saoasaoa o se mea = 0

(4) e le mafai e le mea faitino ona malaga i se saoasaoa tumau

O le fea fa'amatalaga e sa'o?

fofo

O le fa'amatalaga sa'o:

(1) E le fa'avavevaveina le mea faitino

O le malosi atoa e mafua ai le fa'avavevaveina o se mea. O lea la, afai e leai se malosi atoa, o lona uiga e le fa'avavevaveina mea.

(2) Meafaitino o loʻo malolo

O le tulafono muamua a Newton e uiga i le gaioiga e faapea afai e leai se malosi atoa e galue i luga o se mea faitino, o lona uiga o le mea faitino e malolo i taimi uma pe o le mea faitino foi e malaga i taimi uma i se saoasaoa e le suia.

(3) O le suiga o le saoasaoa o se mea = 0

Suiga o le saoasaoa = fa'avavevaveina. Leai se suiga o le saoasaoa o lona uiga e leai se fa'avavevaveina. Afai e leai se fa'avavevaveina o lona uiga e leai se malosi atoa e galue i luga o se mea.

O le mea faitino i totonu o se lifti

2. O le mamafa o se tagata i totonu o se lifti a'o malolo = 500 N. O le fa'avavevaveina ona o le kalave e 10 m/s ^2. A fa'avavevaveina le si'i, o le malosi o le fe'ese'esea'i e 750 N. O le a le fa'avavevaveina o le si'i.

Ua iloa:

Mamafa o le tagata (w) = 500 Newton = 500 kg ms ^–2 (si'i i luga pe a malolo)

Fa'avavevaveina o le kalave (g) = 10 ms ^–2

Mamafa o le tagata (m) = 500 / 10 = 50 kg

Malosiaga o le feto'ai (T) = 750 N (fa'atelevaveina o le si'itia)

Sa lē amana'iaina le mamafa o le lifti.

Mana'omia: Fa'avavevaveina o lifti

Fofo:

O le lifti o loʻo malolo, leai se faʻavavevaveina (a = 0). O le malosi e agai i luga e iai le faʻailoga faʻaopoopo ma o le malosi e agai i lalo e iai le faʻailoga toʻese.

ΣF = ma

T – w = 0

T = w

T = 500 Niutoni

Afai e fa'atelevaveina i lalo le lifti, ona la'ititi lea o le malosi o le tete'e nai lo le 500 N. A leai, afai e fa'atelevaveina i luga le lifti, ona sili atu lea o le malosi o le tete'e nai lo le 500 N.

O le malosi o le feto’ai = 750 N auā e fa’atelevaveina agai i luga le lifti. O le malosi e agai i luga e iai le fa’ailoga fa’aopoopo ma o le malosi e agai i lalo e iai le fa’ailoga to’ese.

T – w = ma

750 – 500 = 50 a

250 = 50 a

a = 250/50

a = 5.0 ms ^–2

3. O se tagata e 60-kg i totonu o se lifti na faatelevaveina i lalo i le 3 m/s² ^. Afai o le faatelevaveina ona o le kalave e 10 m/s² ^, o le a le malosi masani e faʻatino e le fola o le lifti i luga o le tagata.

Ua iloa:

Mamafa (m) = 60 kg

Fa'avavevaveina o le tagata ma le lifti (a) = 3 m/s ²

Fa'avavevave ona o le kalave (g) = 10 m/s ²

Mamafa (w) = mg = (60)(10) = 600 Newtons

Manaomia: O le malosi masani (N)

Fofo:

E lua malosiaga e galue i luga o le tagata i totonu o le lifti, o le mamafa (w) o le tagata ma le malosiaga masani (N) e faʻatinoina e le fola i luga o le tagata. E tolu aofaʻiga vector, o le mamafa (w), le malosiaga masani (N) ma le faʻavavevaveina o le lifti, pe a galue le mamafa i lalo, e galue i luga le malosiaga masani, e galue i lalo le faʻavavevaveina o le lifti. O aofaʻiga vector e galue i lalo e iai le faʻailoga faʻaopoopo ma o aofaʻiga vector e galue i luga e iai le faʻailoga toʻese.

∑F = ma

w – N = (60)(3)

600 – N = 180

N = 600 – 180

N = 420 Niutoni

4. O se mea e 40-kg i totonu o se lifti na fa'atelevaveina agai i luga. Afai o le fola o le lifti e fa'amalosia le 520 N i luga o le mea ma o le fa'atelevaveina ona o le kalave e 10 m/s ^2. O le a le fa'atelevaveina o le lifti?

Ua iloa:

Mamafa (m) = 40 kg

Malosiaga masani (N) = 520 N

Fa'avavevave ona o le kalave (g) = 10 m/s ²

mamafa (w) = mg = (40)(10) = 400 N

Manaomia: Fa'avavevaveina o le lifti

Fofo:

∑F = ma

400 – 520 = (40)(a)

-120 = (40)(a)

a = -120/40

a = -3 m/s ²

O le saoasaoa o le lifti e 3 m/s² ^. O le faailoga minus e faailoa mai ai o loo agai i luga le lifti.

5. O se mea e 60-kg i totonu o se lifti na faatelevaveina i lalo i le 3 m/s ^2. O le a le malosi o loʻo faʻaogaina e mea i luga o le fola o le lifti.

Ua iloa:

Mamafa (m) = 60 kg

Mamafa (w) = mg = (60 kg)(10 m/s ² ) = 600 kg m/s ² = 600 Newtons

Fa'avavevaveina o le lifti (a) = 3 m/s ² , agai i lalo

Manaomia: Malosiaga o loʻo faʻaalia e se mea i luga o le fola o le lifti.

Fofo:

Na fa'atelevaveina ifo le lifti i le 3 m/s . O le malosi e agai i lalo e iai lona fa'ailoga fa'aopoopo ma o le malosi e agai i luga e iai lona fa'ailoga to'ese.

w – N = ma

N = w – ma

N = 600 – (60)(3)

N = 600 – 180

N = 420 Niutoni

Malosiaga o loʻo faʻaalia e le mea i luga o le fola o le lifti = 420 N.

6. E lua poloka o loʻo fesoʻotaʻi e se uaea e tamoʻe i luga o se pulley. Aua le amanaʻia le mamafa o le uaea ma le pulley ma soʻo se feteʻenaʻiga i totonu o le pulley. O le mamafa o le poloka A e 6 kg ma le mamafa o le poloka B e 2 kg. O le faʻavavevaveina ona o le kalave e 10 m/s² ^. O le a le malosi o le fetoʻai?

Ua iloa:

m _A = 6 kilokalama, m _B = 2 kilokalama, g = 10 m/s ²

w _A = m _A g = (6 kg)(10 m/s ² ) = 60 kg m/s ²

w _B = m _B g = (2 kg)(10 m/s ² ) = 20 kg m/s ²

Manaomia: malosi o le feto'ai (T)?

Fofo:

w _A > w _B ina ia agai i lalo m _A , ae agai i luga m _B.

Tulafono lona lua a Newton:

Σ F = ma

w _A – w _B = (m _A + m _B ) a

60 – 20 = (6 + 2) se

40 = (8) le

a = 40 / 8 = 5 m/s ²

Malosiaga o le fete'ena'iga:

m _A e agai i lalo:

w _A – T _A = m _A a

60 – T _A = (6)(5)

60 – TA ₌ 30

TA = 60 – ₃₀

T ₂ = 30 Niutoni

E agai i luga m _B :

T _B – w _B = m _B a

T _B – 20 = (2)(5)

T _B – 20 = 10

T _B = 10 + 20

T ₁ = 30 Niutoni

Malosiaga o le fete'ena'iga (T) = 30 Newtons.

7. Mamafa o le mea faitino A = 5 kg, fa'avavevaveina ona o le kalave (g) = 10 ms ^-2 . E agai i lalo le mea faitino A i le 2.5 ms ^-2 . O le a le mamafa o le mea faitino B?

Ua iloa:

Mamafa A (m _A ) = 5 kg

Fa'avavevave ona o le kalave (g) = 10 m/s ²

Fa'avavevaveina o le mea A (a) = 2.5 m/s ²

Mamafa A (w _A ) = (m _A )(g) = (5)(10) = 50 Niutoni

Mana'omia: Mamafa o le mea faitino B (m _B )

Fofo:

E agai i lalo le poloka A o lea e lapo’a atu ai le mamafa o le mea faitino A (w _A ) nai lo le mamafa o le mea faitino B (w _B ).

Fa'aaoga le tulafono lona lua a Newton:

Σ F = ma

w _A – w _B = (m _A + m _B ) a

50 – (m _B )(10) = (5 + m _B ) (2.5)

50 – 10 m _B = 12.5 + 2.5 m _B

50 – 12.5 = 2.5 m _B + 10 m _B

37.5 = 12.5 mita _B

m _B = 3 kilokalama

8. O le fa'avavevaveina ona o le kalave e 10 m/s ^2. O le a le malosi o le feto'ai.

Ua iloa:

Mamafa o le mea faitino 1 (m₁) = 2 kilokalama

Mamafa o le mea faitino 2 (m ₂ ) = 3 kg

Fa'avavevave ona o le kalave (g) = 10 m/s ²

Mamafa 1 (w ₁ ) = (m ₁ )(g) = (2 kg)(10 m/s ² ) = 20 kg m/s ²

Mamafa 2 (w ₂ ) = (m ₂ )(g) = (3 kg)(10 m/s ² ) = 30 kg m/s ²

Manaʻomia: malosi o le fetoʻai (T)

Fofo:

w ₂ > w ₁ ina ia agai i lalo m ₂ ma agai i luga m _{1 .}

Tulafono lona lua a Newton mo le gaioiga:

Σ F = ma

w ₂ – w ₁ = (m ₁ + m ₂ ) a

30 – 20 = (2 + 3 ) a

10 = (5) le

a = 10 / 5 = 2 m/ ^s2.

Malosiaga o le fete'ena'iga?

m ₂ e agai i lalo

w ₂ – T ₂ = m ₂ a

30 – T ₂ = (3)(2)

30 – T ₂ = 6

T ₂ = 30 – 6

T ₂ = 24 Niutoni

m ₁ e agai i luga

T ₁ – w ₁ = m ₁ a

T ₁ – 20 = (2)(2)

T ₁ – 20 = 4

T ₁ = 20 + 4

T ₁ = 24 Niutoni

Malosiaga o le fete'ena'iga (T) = 24 Newtons.

1. fesili: Aiseā ua faamamafa mai ai e le tulafono muamua a Newton e uiga i le gaioiga le taua o malosiaga mai fafo i le suia o le tulaga o le gaioiga o se mea? tali: O le tulafono muamua a Newton e uiga i le gaioiga, e masani ona ta'ua o le tulafono o le inertia, o lo'o ta'u mai ai o le a tumau pea se mea i le malolo pe i se gaioiga tutusa i se laina sa'o se'i vagana ua fa'atinoina e se malosiaga mai fafo. O lenei tulafono e fa'amamafa mai ai o malosiaga mai fafo, ae le o uiga i totonu o le mea lava ia, e mafai ona suia lona tulaga o le gaioiga.
2. fesili: E faapefea ona fesootai le tulafono lona lua a Newton ma le malosi, le mamafa, ma le faatelevaveina? tali: O le tulafono lona lua a Newton e uiga i le gaioiga e faapea o le malosi e faatino i luga o se mea e tutusa ma le mamafa o lena mea ua faateleina i lona faatelevaveina ($F=ma$). O lenei mea e faʻatuina ai se fua faʻatatau tuusaʻo i le va o le malosi ma le faʻavavevaveina ma se fua faʻatatau faʻafeagai i le va o le mamafa ma le faʻavavevaveina, pe a tuʻuina atu se malosi e le suia.
3. fesili: Aiseā e te lē lagona ai le fealua'i o le Lalolagi e ui lava o loo fealua'i pea? tali: O se faʻataʻitaʻiga lea o le tulafono muamua a Newton. O i tatou, faʻatasi ai ma le Lalolagi ma mea uma o loʻo i luga, o loʻo fealuaʻi faʻatasi i se auala tutusa. A aunoa ma se malosiaga mai fafo e suia ai lenei tulaga o le gaioiga, e leai se lagona o le faʻavavevaveina poʻo le suiga, ma foliga mai ai o loʻo tatou tumau.
4. fesili: E faʻapefea ona faʻamatalaina e le tulafono lona tolu a Newton le gaioiga a se roketi i le vateatea? tali: O le tulafono lona tolu a Newton e faapea, mo gaioiga uma, e iai se tali tutusa ma le faafeagai. O se roketi i le vateatea e tuleia o ia lava e ala i le tulieseina o kasa alu i tua. O le gaioiga o le kesi e agai i tua, ma o le tali o le roketi e agai i luma.
5. fesili: Aiseā e te agai ai i luma i totonu o se taavale pe a faafuaseʻi ona taofi? tali: E tusa ai ma le tulafono muamua a Newton, e faaauau pea ona gaoioi lou tino (i luma) pe a taofi le taavale. Se'i vagana ua galue se malosi (e pei o le fusipa'u) ia te oe, o le a faaauau pea ona e agai i luma ona o le inertia.
6. fesili: Afai e pa'ū se fulufulu manu ma se samala i totonu o se masini e leai se masini e mitiia ai le ea, o le ā e mafai ona vavaloina e tulafono a Newton e uiga i la la'ua gaioiga? tali: I totonu o se masini e leai se ea (vacuum), e leai se tete'e o le ea. E fa'atatau i tulafono muamua ma le tulafono lona lua a Newton, e tatau ona pa'ū le fulufulu manu ma le samala i le saoasaoa tutusa ma pa'ū fa'atasi i le eleele aua na'o le malosi e fa'atino i ai o le kalave.
7. fesili: E faʻapefea ona faʻaitiitia e se taga ea le avanoa e manuʻa ai i se faʻalavelave tau taʻavale? tali: O le tulafono muamua a Newton e faʻaalia ai o se mea e gaoioi e tumau pea lona gaoioi. I se faʻalavelave, e faʻaauau pea le gaioiga i luma o se tagata. O le taga ea e maua ai se foliga faʻamalūlū e faʻateleina ai le taimi o le faʻagesegese, ma faʻaitiitia ai le malosi e oʻo i ai le tagata e tusa ai ma $F=ma$.
8. fesili: Aisea e faigofie ai ona tulei se ato faatau gaogao nai lo se ato faatau ua tumu? tali: Tulafono lona lua a Newton ($F=ma$) o loʻo fautua mai ai mo le malosi tutusa e faʻaaogaina, o se mea e laʻititi lona mamafa (taavale gaogao) o le a sili atu lona faʻavavevaveina nai lo se mea e tele lona mamafa (taavale uta).
9. fesili: Aiseā e tulei ai e le tagata aau le vai i tua e agai ai i luma? tali: O se faʻataʻitaʻiga lea o le tulafono lona tolu a Newton. A tulei e le tagata aau le vai i tua (gaioiga), e iai se tali tutusa ma le faʻafeagai e tuleia ai le tagata aau i luma.
10. fesili: E faapefea ona fesootaʻi le feteʻenaʻiga ma le tulafono muamua a Newton? tali: O le fete'ena'iga o se malosiaga mai fafo e mafai ona fa'atino i luga o meafaitino e fa'agesegese ai pe taofi ai la latou gaioiga. A aunoa ma le fete'ena'iga (po'o se isi lava malosiaga mai fafo), o le a fa'aauau pea e se meafaitino lona tulaga o le fete'ena'iga e fa'avavau e pei ona ta'ua i le tulafono muamua a Newton.