Алгоритм решения задач на второй закон Ньютона



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.



sitemap
sitemap