Matumizi ya sheria ya mwendo ya Newton katika lifti - matatizo na suluhisho

1. Mtu mwenye uzito wa kilo 50 kwenye lifti. Kuongeza kasi kwa sababu ya mvuto = 10 m/s². Amua nguvu ya kawaida inayowekwa kwenye kitu kilicho karibu na lifti, ikiwa:

(a) lifti iko katika hali ya kupumzika

(b) lifti inashuka chini kwenye kasi ya mara kwa mara

(c) lifti iliongezeka kwa kasi hadi juu kuongeza kasi mara kwa mara 5 /sekunde²

(d) lifti ikishuka kwa kasi ya 5 m/s²

(e) lifti katika kuanguka bure

Suluhisho

Inajulikana:

Ya mtu molekuli (m) = kilo 50

Kuongeza kasi kutokana na mvuto (g) = 10 m/s ²

Uzito (w) = mg = (50)(10) = 500 Newtons

SE basi: Nguvu ya kawaida (N)

Suluhisho:

(a) lifti iko katika hali ya kupumzika

Lifti iko katika hali ya utulivu kwa hivyo hakuna mchapuko (a = 0)

Tunachagua mwelekeo wa juu katika mwelekeo chanya na mwelekeo wa chini katika mwelekeo hasi.

Σ F = ma

N – w = 0

N = w

N = 500 Newton

(b) lifti inashuka chini kwa kasi isiyobadilika

Kasi ya mara kwa mara ili kusiwe na kasi ya kuongeza kasi (a = 0)

Tunachagua mwelekeo wa juu katika mwelekeo chanya na mwelekeo wa chini katika mwelekeo hasi.

ΣF = mama

N – w = 0

N = w

N = 500 Newton

(c) lifti inayoongezeka kwa kasi ya 5 m/s²

Mwelekeo wa kuongeza kasi ni juu, kwa hivyo tunachagua mwelekeo chanya kama juu.

N – w = ma

N = w + ma

N = 500 + (50)(5)

N = 500 + 250

N = 750 Newton

Mtu huyo anahisi sakafu ikisukuma juu kwa nguvu zaidi kuliko wakati lifti ikiwa imesimama au inasonga kwa kasi isiyobadilika.

Ikiwa mtu anasimama kwenye mizani, mizani inasoma ukubwa wa nguvu ya kushuka inayotolewa na mtu kwenye mizani. Kwa mujibu wa sheria ya tatu ya Newton, hii ni sawa na ukubwa wa nguvu ya kawaida ya juu inayotolewa na mizani juu ya mtu.

(d) lifti ikishuka kwa kasi ya 5 m/s²

Mwelekeo wa kuongeza kasi ni chini, kwa hivyo tunachagua mwelekeo chanya kama chini.

w – N = ma

N = w – ma

N = 500 – (50)(5)

N = 500 - 250

N = 250 Newton

Uzito wa mtu ni 250 N, chini ya uzito halisi w = 500 N.

(e) lifti katika kuanguka huru

Kuanguka kwa uhuru kunamaanisha kuwa kuongeza kasi kwa lifti ni sawa na kuongeza kasi kutokana na uvutano. Ukubwa wa kuongeza kasi kutokana na uvutano ni 9,8 m/s², mwelekeo wake unashuka kuelekea katikati ya Dunia. Kasi huongezeka kwa mstari kwa muda kwa mita 9,8/s kila sekunde.

Mwelekeo wa kuongeza kasi ni chini, kwa hivyo tunachagua mwelekeo chanya kama chini.

w – N = ma

N = w – ma

N = 500 – (50)(10)

N = 500 - 500

N = 0

2. Tambua mvutano katika kebo ya lifti. Uzito wa lifti = kilo 2000.

(a) lifti iko katika hali ya kupumzika

(B) lifti ilishuka kwa kasi ya 5 m/s²

(C) Lifti iliongezeka kwa kasi ya 5 m/s²

(d) lifti katika kuanguka huru

Kuongeza kasi kutokana na mvuto (g) = 10 m/s ²

Suluhisho

Inajulikana:

Uzito wa lifti (m) = kilo 2000

Kuongeza kasi ya mvuto (g) = 10 m/s ²

uzito (w) = mg = (2000)(10) = Newton 20,000

Inayohitajika: Nguvu ya mvutano (T)

Suluhisho:

(a) lifti iko katika hali ya kupumzika

lifti iko katika hali ya kupumzika kwa hivyo hakuna kasi (a = 0)

Tunachagua mwelekeo wa juu kama mwelekeo chanya na mwelekeo wa kushuka kama mwelekeo hasi.

Σ F = ma

T – w = 0

T = w

T = 20,000 Newton

Mvutano katika kebo (T) = uzito wa lifti (w) = Newton 20,000

(b) lifti ikishuka kwa kasi ya 5 m/s²

Mwelekeo wa kuongeza kasi ni chini, kwa hivyo tunachagua mwelekeo chanya kama chini.

w – T = ma

T = w – ma

T = 20,000 – (2000)(5)

T = 20,000 - 10,000

T = 10,000 Newton

c) lifti inayoongezeka kwa kasi ya 5 m/s²

Mwelekeo wa kuongeza kasi ni chini, kwa hivyo tunachagua mwelekeo chanya kama wa juu.

T – w = ma

T = w + ma

T = 20,000 + (2000)(5)

T = 20,000 + 10,000

T = 30,000 Newton

(d) lifti katika kuanguka huru

Mwelekeo wa kuongeza kasi ni chini, kwa hivyo tunachagua mwelekeo chanya kama chini.

w – T = ma

T = w – ma

T = 20,000 – (2000)(10)

T = 20,000 - 20,000

T = 0

[kitambulisho_cha_kifurushi cha wpdm='482′]

1. Uzito na uzito
2. nguvu ya kawaida
3. Sheria ya pili ya mwendo ya Newton
4. Nguvu ya msuguano
5. Mwendo kwenye uso mlalo bila nguvu ya msuguano
6. Mwendo wa miili miwili yenye kasi sawa kwenye uso mlalo uliopasuka kwa nguvu ya msuguano
7. Mwendo kwenye ndege iliyoinama bila nguvu ya msuguano
8. Mwendo kwenye ndege iliyoinama kwa njia mbaya kwa nguvu ya msuguano
9. Mwendo katika lifti
10. Mwendo wa miili umeunganishwa na kamba na pulleys
11. Miili miwili yenye ukubwa sawa wa kuongeza kasi
12. Kuzungusha mkunjo tambarare - mienendo ya mwendo wa duara
13. Kuzungusha mkunjo uliopinda - mienendo ya mwendo wa duara
14. Mwendo sare katika duara mlalo
15. Nguvu ya katikati katika mwendo wa duara sare