Алгоритм решения
задач на 2-й закон Ньютона:
1)Прочитайте
условие задачи, сделайте краткую запись условия, переведите (если нужно)
единицы величин в СИ
2)Изобразите силы,
действующие на тело; вектор скорости и ускорения
3)Запишите 2-й
закон Ньютона в векторном виде: m = ++ + +…(складываем все силы,
действующие на тело)
4)Выбираем
направление осей Ох и Оу(одну или две – сколько необходимо для решения задачи)
и проецируем записанный нами второй закон Ньютона на оси (ось)
5)Используем, если
необходимо формулы сил: = mg,
= μmg
=μN, = kx,
Р = mg,
= ρжgVт
6)Если нужно найти
скорость, перемещение, ускорение, то используем формулы кинематики: υ = + at,
S
= t
+ ,
S
= , S
= t
7)Проверьте
полученный результат на разумность
Пример 1.
Буксир везет баржу
массой 32т с ускорением 0,2 м/с2. Чему равна сила тяги, если сила
сопротивления движению (сила трения) 600Н?
Найти:
|
Fтяги -?
|
СИ
|
Решение:
|
Дано:
|
m = 32 т
a = 0,2 м/с2
Fтр = 600 Н
|
32000 кг
|
1)
0 х
2) m = ++ +
3)Ох: ma = 0 - + 0 + => = ma +
4) = 32000кг ∙0,2м/с2 + 600 Н =
6400 Н + 600 Н = 7000Н = 7 кН
5)Ответ:
7 кН
|
Для тренировки
решите аналогичные задачи: (Я не проверяла
решения задач, поэтому ответы у вас могут получиться близкими к тем, что даны в
скобках).
1.1.С какой силой
надо тянуть ящик массой 20 кг по полу с ускорением 0,5 м/с2, если
сила трения 5 Н? (15 Н)
1.2.Определите
силу торможения (трения) автомобиля массой 3 т, замедляющего свое движение с
ускорением 0,6 м/с2.(1,8кН)
1.3.Электровоз
ведет поезд с ускорением 0,1м/с2. Масса поезда 60 т. Сила
сопротивления движению 4100 Н. Найти силу тяги.
Пример 2.
Вагонетка массой 0,2
т движется с ускорением 4 м/с2 под действием усилия рабочего. С
какой силой рабочий толкает вагонетку, если коэффициент трения μ = 0,6?
Найти:
|
Fтяги -?
|
СИ
|
Решение:
|
Дано:
|
m = 0,2 т
a = 4м/с2
μ = 0,6
g = 10м/с2
|
200 кг
|
Пункты 1-3 такие же, как в примере1.
4) = ma + μmg
= 200 кг∙4м/с2 + 0,6∙200
кг∙10м/с2 = 800 Н + 1200 Н = 2000 Н = 2 кН
Ответ: 2
кН
|
Задачи для тренировки:
2.1.Тело
останавливается под действием силы трения. Чему равно при этом ускорение, если
коэффициент трения 0,2? (2м/с2)
2.2.Лошадь
развивает силу 600 Н. Какова масса перевозимых саней, если их ускорение 2,5 м/с2,
а коэффициент трения 0,05? (200 кг)
2.3.Автомобиль
массой 1,2 т движется с места с ускорением 0,8 м/с2. Какую силу тяги
развивает мотор при движении, если коэффициент трения 0,02?
Пример 3.
Троллейбус массой
10 т, трогаясь с места, на пути в 50м приобрел скорость 10м/с. Найти
коэффициент трения, если сила тяги равна 14 кН.
Найти:
|
μ-?
|
СИ
|
Решение:
|
Дано:
|
m = 10т
υ0
= 0
υ = 10
м/с
S = 50м
= 14 кН
|
10000кг
14000Н
|
Пункты 1-3 такие же, как в примере1.
4) = – ma
5)Ускорение
неизвестно, найдем его по формуле кинематики: S = =>
a= = = 1(м/с2).
6) = 14000Н – 10000кг ∙1м/с2=
4000Н
7) μ = = = 0,04
Ответ: μ
= 0,04
|
Задачи для
тренировки:
3.1.Вагон толкнули
и он остановился, пройдя по горизонтали 60м за 20с. Какой коэффициент трения? (0,03)
3.2.Определить
силу торможения (трения) поезда массой 400т, если ускорение при торможении
0,1м/с2.
3.3.Пассажирский
поезд массой 400т, двигаясь со скоростью 54км/ч, начинает тормозить. Определить
силу торможения(трения), если тормозной путь поезда 150м. (300кН)
Пример 4.
Клетка подъемной
машины (лифт) массой 300кг движется равноускоренно вертикально вниз с
ускорением 2 м/с2. Чему равна сила натяжения каната?
Найти:
|
Т-?
|
СИ
|
Решение:
|
Дано:
|
m = 300 кг
a = 2м/с2
|
|
1)
О
У
2) m = +
3)Оу: ma = - Т => Т = - ma = mg – ma= m(g – a)
Т = 300∙(10
– 2) = 2400 (Н)
Ответ: Т
= 2,4 кН
|
Задачи для
тренировки:
4.1.Трос
выдерживает нагрузку 1,5 кН. С каким наибольшим ускорением с помощью этого
троса можно поднять вверх груз массой 100кг? (5м/с2)
4.2.Груз массой
0,5 кг подвешен на динамометре. Какими будут показания динамометра, если груз
поднимают вверх с постоянным ускорением 3м/с2?
4.3.В лифте
находится груз массой 20кг. Найти силу давления груза на пол лифта, если он
спускается вниз с ускорением 2 м/с2. (160Н)
Пример 5.
В шахту спускается
бадья массой 500кг и в первые 10с от начала равноускоренного движения проходит
20м. Какова сила натяжения каната?
Найти:
|
Т-?
|
СИ
|
Решение:
|
Дано:
|
m = 500 кг
υ0
= 0
t = 10c
h = 20м
|
|
Пункты 1-3 такие же, как в примере 4.
4)
Ускорение неизвестно, найдем его по формуле кинематики: h = => a =
a= = 0,4(м/с2)
5)Т =
500∙(10 – 0,4) = 500∙9,6 = 4800 (Н)
Ответ: Т
= 4,8 кН
|
Задачи для
тренировки:
5.1.Парашютист,
достигнув в затяжном прыжке скорости 55м/с, раскрыл парашют, после чего за 10с
его скорость уменьшилась до 5 м/с. Найти силу натяжения строп парашюта, если
масса парашютиста 80 кг.
5.2.Клеть массой
3т движется вертикально. Определить натяжение каната: а)при подъеме клети, если
она за за 2с движения проходит 1м; б)при спуске клети с тем же ускорением;
в)при равномерном движении.
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.