แก้ปัญหาเกี่ยวกับกฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน – แรงปฏิกิริยาตั้งฉาก
1. วัตถุวางอยู่บนโต๊ะ ดังแสดงในรูปด้านล่าง มวลของวัตถุคือ 1 กิโลกรัมความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วงคือ 9.8 เมตร/วินาที²จงหาแรงปฏิกิริยาตั้งฉากที่โต๊ะกระทำต่อวัตถุ

เป็นที่รู้จัก :
มวล (ม.) = 1 กก.
ความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วง (g) = 9.8 m/ s²
น้ำหนัก (w) = มิลลิกรัม = (1 กิโลกรัม)(9.8 เมตร/วินาที² ) = 9.8 กิโลกรัม เมตร/วินาที² = 9.8 นิวตัน
ต้องการทราบ:แรงปฏิกิริยาตั้งฉาก (N)
วิธีการแก้ปัญหา:

วัตถุอยู่นิ่งบนโต๊ะ ดังนั้นแรงลัพธ์ที่กระทำต่อวัตถุจึงเป็นศูนย์ (กฎข้อที่หนึ่งหรือข้อที่สองของนิวตัน) น้ำหนักของวัตถุจะกระทำในแนวดิ่งลงสู่ศูนย์กลางของโลก ต้องมีแรงอื่นกระทำต่อวัตถุเพื่อสมดุลกับแรงโน้มถ่วงวัตถุวางอยู่บนโต๊ะ ทำให้โต๊ะออกแรงดึงขึ้น แรงที่โต๊ะกระทำนี้มักเรียกว่า แรงปฏิกิริยาตั้งฉาก (N) คำว่าตั้งฉากหมายถึงตั้งฉากกับพื้นผิว
เลือกทิศทางขึ้นเป็นทิศทางบวกของแกน y แรงลัพธ์ที่กระทำต่อวัตถุคือ:
∑ Fy = 0
N – w = 0
เอ็น = ว
N = มิลลิกรัม
เอ็น = 9.8 นิวตัน
แรงปฏิกิริยาตั้งฉากที่โต๊ะกระทำต่อวัตถุมีค่า 9.8 นิวตัน ชี้ขึ้นด้านบน
[irp]
2. วัตถุสองชิ้นวางอยู่บนโต๊ะมวลของวัตถุที่ 1 (m₁ ) = 1 กิโลกรัม มวลของวัตถุที่ 2 (m₂ ) = 2 กิโลกรัม ความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วง (g) = 9.8 m/s² จงหาขนาดและทิศทางของแรงปฏิกิริยาตั้งฉากที่ m₂ กระทำต่อm₁ และแรงปฏิกิริยาตั้งฉากที่โต๊ะกระทำต่อm₂

Solution

เป็นที่รู้จัก :
มวลของวัตถุ 1 (m 1 ) = 1 กก.
มวลของวัตถุ 2 (m 2 ) = 2 กก.
ความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วง (g) = 9.8 m/ s²
น้ำหนักของวัตถุ 1 (w 1 ) = m 1 g = (1)(9.8 m/s 2 ) = 9.8 kg m/s 2 = 9.8 นิวตัน
น้ำหนักของวัตถุ 2 (w 2 ) = m 2 g = (2)(9.8 m/s 2 ) = 19.6 kg m/s 2 = 19.6 นิวตัน
ต้องการ: N 1 และ N 2
วิธีการแก้ปัญหา:
(a) แรงปฏิกิริยาตั้งฉากที่ m 2 กระทำ ต่อ m 1 (N 1 )
N 1 = w 1 = 9.8 นิวตัน
ทิศทางของ N 1 คือขึ้นด้านบน
(b) แรงปฏิกิริยาตั้งฉากที่โต๊ะกระทำต่อ m 2 (N 2 )
N 2 = w 1 + w 2 = 9.8 นิวตัน + 19.6 นิวตัน = 29.4 นิวตัน
ทิศทางของ N 2 คือขึ้นด้านบน
[irp]
3. วัตถุวางอยู่บนโต๊ะ มวลของวัตถุคือ 2 กิโลกรัม ความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วงคือ 9.8 เมตร/วินาที²ขนาดของแรง F คือ 10 นิวตัน จงหาขนาดและทิศทางของแรงปฏิกิริยาตั้งฉากที่โต๊ะกระทำต่อวัตถุ

Solution

เป็นที่รู้จัก :
มวลของวัตถุ (เมตร) = 2 กิโลกรัม
ความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วง (g) = 9.8 m/ s²
น้ำหนัก (w) = มิลลิกรัม = (2 กิโลกรัม)(9.8 เมตร/วินาที² ) = 19.6 กิโลกรัม เมตร/วินาที² = 19.6 นิวตัน
แรง F (F) = 10 นิวตัน
ต้องการทราบขนาดและทิศทางของแรงปฏิกิริยาตั้งฉาก (นิวตัน)
วิธีการแก้ปัญหา:
ทิศทางของแรงปฏิกิริยาตั้งฉากคือชี้ขึ้นด้านบน
ขนาดของแรงปฏิกิริยาตั้งฉาก :
∑ F = 0
N – F – w = 0
N = F + w
N = 10 นิวตัน + 20 นิวตัน
เอ็น = 30 นิวตัน
[irp]
4. วัตถุวางอยู่บนโต๊ะ มวลของวัตถุคือ 1 กิโลกรัม ความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วงคือ 9,8 เมตร/วินาที²แรง F₁ คือ10 นิวตัน และแรง F₂ คือ20 นิวตัน จงหาขนาดและทิศทางของแรงปฏิกิริยาตั้งฉากที่โต๊ะกระทำต่อวัตถุ g = 9.8 เมตร/วินาที²

Solution

เป็นที่รู้จัก :
มวล (ม.) = 1 กก.
ความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วง (g) = 9.8 m/ s²
น้ำหนัก (w) = มิลลิกรัม = (1 กิโลกรัม)(9.8 เมตร/วินาที² ) = 9.8 กิโลกรัม เมตร/วินาที² = 9.8 นิวตัน
F 1 = 10 นิวตัน
F 2 = 20 นิวตัน
ต้องการทราบขนาดและทิศทางของแรงปฏิกิริยาตั้งฉาก (นิวตัน)
วิธีการแก้ปัญหา:
ทิศทางของแรงปฏิกิริยาตั้งฉากคือขึ้นด้านบน
ขนาดของแรงปฏิกิริยาตั้งฉาก :
∑ F = 0
N – F 2 – w + F 1 = 0
N = F 2 + w – F 1
N = 20 นิวตัน + 9.8 นิวตัน – 10 นิวตัน
เอ็น = 19.8 นิวตัน
[irp]
5. มวลของวัตถุ (m) = 2 กิโลกรัม, ความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วง (g) = 9.8 m/s² ,มุม = 30 องศาจงหาขนาดและทิศทางของแรงปฏิกิริยาตั้งฉากที่กระทำต่อวัตถุ

วิธีการแก้ปัญหา:

w คือน้ำหนัก, w x คือส่วนประกอบแนวนอนของน้ำหนัก, w y คือส่วนประกอบแนวตั้งของน้ำหนัก, N คือแรงปฏิกิริยาตั้งฉาก
เป็นที่รู้จัก :
มวล (ม.) = 2 กก.
ความเร่งโน้มถ่วง (g) = 9.8 m/ s²
น้ำหนัก (w) = มิลลิกรัม = (2 กิโลกรัม)(9.8 เมตร/วินาที² ) = 19.6 กิโลกรัม เมตร/วินาที² = 19.6 นิวตัน
w x = w sin 60 o = (19.6 N)(0.5) √ 3 = 9.8 √ 3 นิวตัน
w y = w cos 60 = (19.6 N)(0.5) = 9.8 นิ วตัน
ต้องการทราบ:แรงปฏิกิริยาตั้งฉาก(N)
วิธีการแก้ปัญหา:
∑ F = 0
N – w y = 0
N = w y
เอ็น = 9.8 นิวตัน
[irp]
แพ็คเกจ wpdm_id='467'
- มวลและน้ำหนัก
- แรงปกติ
- กฎการเคลื่อนที่ข้อที่สองของนิวตัน
- แรงเสียดทาน
- การเคลื่อนที่บนพื้นผิวแนราบโดยไม่มีแรงเสียดทาน
- การเคลื่อนที่ของวัตถุสองชิ้นที่มีความเร่งเท่ากันบนพื้นผิวแนวนอนขรุขระที่มีแรงเสียดทาน
- การเคลื่อนที่บนระนาบเอียงโดยไม่มีแรงเสียดทาน
- การเคลื่อนที่บนพื้นเอียงขรุขระที่มีแรงเสียดทาน
- การเคลื่อนไหวภายในลิฟต์
- การเคลื่อนที่ของวัตถุเชื่อมโยงกันด้วยเชือกและรอก
- วัตถุสองชิ้นที่มีความเร่งขนาดเท่ากัน
- การทำให้เส้นโค้งแบนราบกลายเป็นเส้นโค้งมน – พลศาสตร์ของการเคลื่อนที่แบบวงกลม
- การเข้าโค้งบนพื้นเอียง – พลศาสตร์ของการเคลื่อนที่แบบวงกลม
- การเคลื่อนที่สม่ำเสมอในวงกลมแนวนอน
- แรงสู่ศูนย์กลางในการเคลื่อนที่แบบวงกลมสม่ำเสมอ