Ποια εργαλεία θα χρησιμοποιούσατε για να βρείτε την απαραίτητη δύναμη μετακινήστε ένα αντικείμενο 1 κιλών 1 m σε 30 δευτερόλεπτα;
Κατανόηση του προβλήματος:
* κίνηση: Περιγράφετε την κίνηση, αλλά όχι απαραίτητα * πώς * το αντικείμενο κινείται. Μετακινείται με σταθερή ταχύτητα; Επιταχύνει;
* τριβή: Η απαιτούμενη δύναμη εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την τριβή. Το αντικείμενο κινείται σε μια επιφάνεια με τριβή; Μετακινείται στον αέρα;
Η βασική ιδέα:ο δεύτερος νόμος κίνησης του Νεύτωνα
Ο δεύτερος νόμος της κίνησης του Νεύτωνα δηλώνει: δύναμη (f) =μάζα (m) x επιτάχυνση (a)
Εφαρμογή της έννοιας
1. σταθερή ταχύτητα: Εάν το αντικείμενο κινείται με σταθερή ταχύτητα (1 μέτρο σε 30 δευτερόλεπτα), τότε η επιτάχυνση του είναι μηδενική. Αυτό σημαίνει ότι η καθαρή δύναμη που ενεργεί σε αυτήν είναι επίσης μηδενική. Σε αυτή την περίπτωση, θα χρειαζόταν μόνο να ξεπεράσετε τη δύναμη της τριβής για να συνεχίσετε να κινείται.
2. Επιτάχυνση: Εάν το αντικείμενο επιταχύνεται, θα πρέπει πρώτα να υπολογίσετε την επιτάχυνση:
* επιτάχυνση (a) =(τελική ταχύτητα (v) - αρχική ταχύτητα (u)) / ώρα (t)
* Δεδομένου ότι δεν γνωρίζουμε τις αρχικές και τελικές ταχύτητες, δεν μπορούμε να υπολογίσουμε την επιτάχυνση.
Τι πρέπει να λάβετε υπόψη:
* τριβή: Ο σημαντικότερος παράγοντας είναι η τριβή. Θα χρειαστεί να υπολογίσετε τη δύναμη της τριβής που ενεργεί στο αντικείμενο για να καθορίσετε πόση δύναμη απαιτείται για να την ξεπεραστεί.
* Αντίσταση αέρα: Εάν το αντικείμενο κινείται μέσω του αέρα, η αντίσταση στον αέρα (ένας τύπος τριβής) παίζει επίσης κάποιο ρόλο.
Συμπερασματικά:
Δεν μπορείτε να καθορίσετε τη δύναμη που απαιτείται μόνο με τις πληροφορίες που δίνονται. Πρέπει να ξέρετε:
* Το αντικείμενο κινείται με σταθερή ταχύτητα ή επιτάχυνση;
* Ποια είναι η δύναμη τριβής που ενεργεί στο αντικείμενο;
Μόλις έχετε αυτές τις πληροφορίες, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τον δεύτερο νόμο του Νεύτωνα για να υπολογίσετε την απαιτούμενη δύναμη.
