Πώς βρίσκετε την επιτάχυνση δύο αντικειμένων που συνδέονται μαζί;
Κατανόηση των εννοιών
* Ο δεύτερος νόμος του Νεύτωνα: Η θεμελιώδης αρχή που διέπει την κίνηση και τις δυνάμεις. Δηλώνει ότι η επιτάχυνση ενός αντικειμένου είναι άμεσα ανάλογη με την καθαρή δύναμη που ενεργεί σε αυτό και αντιστρόφως ανάλογη με τη μάζα του (F =MA).
* καθαρή δύναμη: Το άθροισμα όλων των δυνάμεων που ενεργούν σε ένα αντικείμενο.
* Συνδυασμένη μάζα: Όταν τα αντικείμενα συνδέονται μεταξύ τους, κινούνται ως ενιαία μονάδα. Η συνδυασμένη μάζα τους είναι το άθροισμα των μεμονωμένων μαζών τους.
Βήματα για να βρείτε επιτάχυνση
1. Προσδιορίστε τις δυνάμεις: Προσδιορίστε όλες τις δυνάμεις που ενεργούν στο σύστημα δύο αντικειμένων. Αυτό θα μπορούσε να περιλαμβάνει:
* βαρύτητα: Η δύναμη τραβώντας τα αντικείμενα κάτω (βάρος).
* Τάση: Η δύναμη που ασκείται από το σχοινί ή τη συμβολοσειρά που συνδέει τα αντικείμενα.
* τριβή: Μια δύναμη αντίθετη κίνηση, εάν υπάρχει.
2. Σχεδιάστε ένα ελεύθερο διάγραμμα σώματος: Για κάθε αντικείμενο, σχεδιάστε ένα διάγραμμα που δείχνει όλες τις δυνάμεις που ενεργούν πάνω του. Αυτό βοηθά στην απεικόνιση των δυνάμεων και των οδηγιών τους.
3. Υπολογίστε την καθαρή δύναμη: Προσθέστε τις δυνάμεις που ενεργούν στο σύστημα σε ένα φορέα, λαμβάνοντας υπόψη τις οδηγίες τους. Αυτή είναι η δύναμη που προκαλεί την επιτάχυνση.
4. Προσδιορίστε τη συνδυασμένη μάζα: Προσθέστε τις μάζες των δύο αντικειμένων.
5. Εφαρμόστε τον δεύτερο νόμο του Νεύτωνα: Χρησιμοποιήστε την εξίσωση F =MA, πού:
* F είναι η καθαρή δύναμη που υπολογίζεται στο βήμα 3.
* m είναι η συνδυασμένη μάζα των δύο αντικειμένων.
* A είναι η επιτάχυνση του συστήματος.
Παράδειγμα
Ας υποθέσουμε ότι έχετε δύο αντικείμενα, αντικείμενο Α με μάζα 5 kg και αντικείμενο Β με μάζα 3 kg, συνδεδεμένη με σχοινί. Το αντικείμενο Α τραβιέται οριζόντια από μια δύναμη 20 Ν. Υποθέστε ότι δεν υπάρχει τριβή.
1. Δυνάμεις:
* Δύναμη Τύπου Αντικείμενο Α (20 N)
* Τάση στο σχοινί (ενεργώντας και στα δύο αντικείμενα)
* Βαρύτητα (ενεργώντας και στα δύο αντικείμενα, αλλά θα υποθέσουμε ότι είναι ισορροπημένη από μια κανονική δύναμη)
2. Διάγραμμα σώματος: Σχεδιάστε ένα διάγραμμα που δείχνει αυτές τις δυνάμεις που ενεργούν σε κάθε αντικείμενο.
3. Καθαρή δύναμη: Η καθαρή δύναμη στο σύστημα είναι 20 Ν (η δύναμη έλξης).
4. Συνδυασμένη μάζα: 5 kg + 3 kg =8 kg
5. Επιτάχυνση:
* F =MA
* 20 n =8 kg * a
* a =20 n / 8 kg =2,5 m / s2
Επομένως, η επιτάχυνση των δύο αντικειμένων που συνδέονται μεταξύ τους είναι 2,5 m/s2
Βασικά σημεία
* Η επιτάχυνση των δύο αντικειμένων θα είναι η ίδια επειδή συνδέονται και μετακινούνται μαζί.
* Εάν υπάρχει τριβή, θα πρέπει να το συμπεριλάβετε στον υπολογισμό της καθαρής δύναμης.
* Να είστε βέβαιος να εξετάσει τις οδηγίες όλων των δυνάμεων κατά τον υπολογισμό της καθαρής δύναμης.
