Mfano wa kutumia sheria za Newton kwenye mteremko mkali (kuna msuguano)

Mifano 2 ya kutumia sheria za Newton kwenye mielekeo mibaya (kuna msuguano)

1. Uzito wa kizuizi ni kilo 2, kasi kutokana na uvutano = 10 m/s², mgawo wa msuguano tuli na kinetiki ni 0,2 na 0,1. Je, kizuizi kimesimama au kinasonga? Ikiwa kizuizi kinasonga, bainisha (a) nguvu inayotokana inayoharakisha kizuizi (b) ukubwa na mwelekeo wa kasi ya kizuizi!
Majadiliano
Inajulikana :
Uzito (m) = kilo 2
Kuongeza kasi kutokana na mvuto (g) = 10 m/s²
Mgawo wa msuguano tuli = 0,2
Mgawo wa msuguano tuli = 0,1
Uzito wa block (w) = mg = (2)(10) = 20 Newton
w_x = dhambi 30^o = (20)(0,5) = 10 Newton
w_y = w cos 30^o = (20)(0,5√3) = 10√3 Newton
Nguvu ya kawaida (N) = w_y = 10√3 Newton
Nguvu ya msuguano tuli (f)_s) = (0,2)(10√3) = 2√3 Newton
Nguvu ya msuguano wa kinetiki (f)_k) = (0,1)(10√3) = √3 Newton
Aliuliza Je, kizuizi kimesimama au kinasonga? Ikiwa kinasonga, tambua nguvu inayotokana inayoongeza kasi ya kizuizi na kuongeza kasi ya kizuizi!

Jawab :
Kizuizi kiko katika hali ya utulivu ikiwa w_x < f_s, kizuizi husogea ikiwa w_x > f_sKwa sababu w_x = 10 Newton na f_s = 2√3 Newtons, kwa hivyo imehitimishwa kuwa kizuizi kinashuka chini.
(a) nguvu inayotokana inayoharakisha kizuizi
Wakati kizuizi kinaposogea, nguvu ya msuguano inayofanya kazi kwenye kizuizi ni nguvu ya msuguano ya kinetiki (f)._k).
(b) ukubwa na mwelekeo wa kasi ya kizuizi
Ukubwa wa kasi ya block ni 4,15 m/s² na mwelekeo wa kuongeza kasi kwa kizuizi ni chini.

2. Uzito wa block ni kilo 4, kasi inayotokana na mvuto ni 10 m/s². Vigezo vya msuguano tuli na kinetiki ni 0,4 na 0,2. Ikiwa ukubwa wa nguvu F ni 40 Newton, je, kizuizi kiko bado au kinasonga? Ikiwa kizuizi kinasonga, bainisha (a) nguvu inayotokana inayoharakisha kizuizi (b) ukubwa na mwelekeo wa kasi ya kizuizi!
Majadiliano
Inajulikana :
Uzito (m) = kilo 4
Kuongeza kasi kutokana na mvuto (g) = 10 m/s²
Mgawo wa msuguano tuli = 0,4
Mgawo wa msuguano tuli = 0,2
Uzito wa block (w) = mg = (4)(10) = 40 Newton
w_x = dhambi 30^o = (40)(0,5) = 20 Newton
w_y = w cos 30^o = (40)(0,5√3) = 20√3 Newton
Nguvu ya kawaida (N) = w_y = 20√3 Newton
Nguvu ya msuguano tuli (f)_s) = (0,4)(20√3) = 8√3 Newton
Nguvu ya msuguano wa kinetiki (f)_k) = (0,2)(20√3) = 4√3 Newton
F = 40 Newton
Aliuliza Je, kizuizi kimesimama au kinasonga? Ikiwa kinasonga, tambua nguvu inayotokana inayoongeza kasi ya kizuizi na kuongeza kasi ya kizuizi!
Jawab :
Kizuizi kinashuka chini ikiwa F < w_x +f_sKizuizi kinasogea juu ikiwa F > w_x +f_s. F = 40 Newton, w_x = 20 Newton na f_s = 8√3 = 13,6 Newtons, kwa hivyo imehitimishwa kuwa kizuizi kinasogea juu kwa sababu F ni kubwa kuliko w_x +f_s.
(a) nguvu inayotokana inayoharakisha kizuizi
Wakati kizuizi kinaposogea, nguvu ya msuguano inayofanya kazi kwenye kizuizi ni nguvu ya msuguano ya kinetiki (f)._k).
(b) ukubwa na mwelekeo wa kasi ya kizuizi
Ukubwa wa kasi ya block ni 1,6 m/s² na mwelekeo wa kuongeza kasi kwa kizuizi ni juu.

[Kiingereza: Mwendo kwenye ndege iliyoinama kwa njia mbaya kwa nguvu ya msuguano]