Практикум: второй закон Ньютона

Практикум по второму закону Ньютона

Схема предшествует формуле

Выдели одно тело и выбери ось. Силы действуют на это тело со стороны других тел. В горизонтальной задаче вертикальные силы скомпенсированы. Для противоположных сил $a_x=(F_{право}-F_{лево})/m$.

При 14 Н вправо и 4 Н влево на массу 5 кг результирующая равна 10 Н, ускорение 2 м/с² вправо. Если тело начинает движение из покоя, за 3 с его скорость станет 6 м/с, а перемещение составит 9 м.

Собственная попытка: силы 16 Н вправо и 4 Н влево, масса 3 кг, старт из покоя. Найди скорость и перемещение за 2 с. После записи проверь: ускорение 4 м/с², скорость 8 м/с, перемещение 8 м.

Обратная задача

Тело массой 2 кг при постоянном ускорении меняет скорость вправо с 1 до 7 м/с за 3 с. Значит, ускорение равно 2 м/с², результирующая 4 Н. Если сопротивление 1 Н направлено влево, тяга составляет 5 Н вправо. Число 4 Н относится к сумме сил.

Торможение и время остановки

Для модели vₓ=8−2t остановка наступает через 4 с. За первые 3 с скорость уменьшается до 2 м/с, перемещение равно площади трапеции: 15 м. Эти числа заданы математической моделью, а не получены по фотографии.

При торможении ускорение противоположно скорости до остановки. Если постоянная результирующая продолжает действовать после остановки, тело начинает двигаться в другую сторону. Формулы нельзя применять без проверки рассматриваемого времени.

Проверь себя

Запиши решение до открытия ключей. Ось направлена вправо. Система инерциальна. Массы постоянны. Вертикальные силы в горизонтальных задачах скомпенсированы. В прямолинейных задачах все заданные силы постоянны.

А. На тележку массой 4 кг действуют 18 Н вправо и 6 Н влево. Она начинает движение из покоя. Найди ускорение, скорость и перемещение за 3 с.

Б. Тело массой 0,60 кг равномерно ускоряется вправо от 2 до 8 м/с за 3 с. Сопротивление равно 1,2 Н влево. Найди результирующую силу и силу тяги вправо.

В. Тело массой 3 кг движется вправо со скоростью 10 м/с. Постоянная результирующая сила 6 Н направлена влево. Найди скорость и перемещение за 4 с. Успеет ли тело остановиться?

Новая попытка после ошибки. После исправления закрой ответы и реши: Тяга 13 Н вправо, сопротивление 3 Н влево, масса 5 кг. Найди ускорение.

Показать ответ после выполнения

Домашняя работа

1. Тяга 20 Н вправо, сопротивление 8 Н влево, масса 3 кг, старт из покоя. Найди v и Δx за 2 с. 2) Масса 2 кг, постоянное ускорение 1,5 м/с² вправо, сопротивление 1 Н влево. Найди тягу.

Главное

Выбор тела и схема сил предшествуют вычислениям. Второй закон даёт ускорение; скорость и перемещение находят с учётом начальных условий и времени.