Решение задач с помощью законов Ньютона

1. Решению задач с помощью законов Ньютона.

Преподаватель физики: Уткина Е. В.
ГБПОУ Курганский промышленный техникум
г. Курган
2014 г

2.

1.Нарисовать рисунок на котором показать:
а) все действующие силы
б) направление ускорения (скорости)
в) выбрать оси координат
2.Написать второй закон Ньютона в общем виде и
для конкретной задачи
3.Написать проекции сил на оси
4.Написать формулы сил (трения, упругости и т.д.)
5. Найти искомую величину (решить задачу)

3. Укажите силы, действующие на тело

Повторение
N
m
mg

4. Укажите силы, действующие на тело, свершающего поворот

У
N
а
х
Fтр
mg

5. Укажите силы, действующие на связанные тела

Fтр m1
N
μ
T1
m2> m1
T2
m1g
m2
m2g

6. Укажите силы, действующие на тело, соскальзывающего с плоскости

Fmр
N
v
mg

7. Укажите силы, действующие на тело, если оно движется по выпуклому мосту

N
mg

8. Укажите силы, действующие на тело, если оно движется по вогнутому мосту

N
mg

9.

Равнодействующая сил
I закон Ньютона:
Материальная точка сохраняет
состояние покоя или равномерного
прямолинейного движения до тех
пор, пока воздействие со стороны
других тел не заставит ее изменить
это состояние
II закон Ньютона:
В инерциальной системе отсчета
ускорение тела прямо пропорционально
векторной сумме всех действующих
на тело сил и обратно пропорционально
массе тела:
F
a
m

10. Движение под действием нескольких сил

Тело движется по горизонтали
Тело движется по наклонной плоскости
Тело движется по мосту
Тело движется на подвесе
Тело движется на блоке

11. Тело движется по горизонтали

Y
FT FТР mg N ma
N
FT FТР ma
N mg 0
N = mg
Fтр = N = mg
Fтяги
Fтр
X
mg
ma = Fтяги - mg
тело двигается равноускоренно
ma = mg - Fтяги
тело двигается равнозамедленно
Fтяги = Fтр
тело двигается равномерно !

12.

Задача № 1.
Автобус, масса которого с полной нагрузкой равна 15 т,
трогается с места с ускорением 0,7 м/с. Найти силу тяги,
если коэффициент сопротивления движению
равен 0,03.
2
y
Дано:
Решение:
a
m 15m 15000кг
м
с2
0,03
a 0,7
N
Fтр
т
x
Найти:
F
F
?
mg

13.

F ma
N m g F F m a
T
Х:
Y:
TP
F F ma F F
N mg 0 N mg
T
TP
T
TP
ma
FTp N mg
mg ma m( g a)
F
T
F
15000 0.03 *10 0.7 15000 15
T

14. Тело движется на подвесе вверх

у
mg N ma
а
N
mg
g
ma = N - mg

15. Тело движется на подвесе вниз

mg N ma
а
N
g
ma = mg – N
mg
y
mg = N,
тело покоится !

16.

Задача № 2
Подъемный кран поднимает груз массой 1 т. Какова сила
натяжения троса в начале подъема, если груз двигается
(очень кратковременно) с ускорением 25 м/с .
2
Дано:
m 1000кг
a 25 м / с
Решение:
y
Т
2
а
Найти:
Т-?
mg

17.

F ma
T mg ma
T mg ma T ma mg m(a g )
Y:
T 1000(25 10) 35000 35

18. Тело движется по наклонной плоскости

та Fтр N mg
Y
mgx = mg sin
Fтр = μmg cosα
ma = mg sin mg cos
тело вверх (+), вниз (-).
Fmр
N
mg sin = mg cos
тело покоится
а
v
a = g (sin cos )
α
mg
α
X
= tg , если тело скользит равномерно
a = g sin , тело скользит без трения !

19.

Вагонетку поднимают по эстакаде с углом наклона
30 к горизонту. Масса вагонетки 2т. Определить ускорение
если сила натяжения троса 30кН,коэффициент трения
равен 0,05.
Задача№3
0
Дано:
30
0
m 2 *10 кг
3
FT 3 *10 4 H
N
Решение:
Х
FT
FTP
0.05
Найти:
а-?
mg
а
У

20.

F ma
FTP FT N mg ma
Х:
FT FTP mg sin ma
N mg cos 0
N mg cos
FTp N mg cos
У:
FT mg cos mg sin
a
m
3 *10 4 0,05 * 2 *103 *10 * 0,87 2 *103 *10 * 0,5
a
3
2 *10
м
9,6 2
с

21. 1. Автомобиль массой 1 т поднимается по шоссе с уклоном 300 под действием силы тяги 7 кН. Найти ускорение автомобиля, считая,

У
N
a
Fт
Fтр
α
mg
Х
m = 1т,
Fтяги = 7 кН,
g = 10 м/с2,
α = 300,
μ = 0,1
Найти: а - ?
Решение:
FT FТР mg N ma
тело двигается вверх, значит
ma = Fтяги – (mg sin + mg cos )
а = (7000 – (10000*0,5 +0,1*10000*0,87)) : 1000 = 1,13 м/с2

22. Тело движется по мосту

mg N ma
2
y
N
mg
mv 2
mg N
r
v
a
r
N
mg
mv 2
N mg
r
!

23.

2. Автомобиль массой m = 1000кг движется со
скоростью
36км/ч по выпуклому мосту, радиус кривизны
которого равен
50 м. С какой силой автомобиль давит на мост в его
середине.
С какой скоростью он должен ехать, чтобы его
давление на
мост было равно 0.

24.

m = 1000 кг,
v = 36 км/ч,
R = 50м,
N1 = 0
Найти:
N
N - ? v1 - ?
y
Решение:
mv 2
mg N
r
mv 2
N mg
r
N = 10000 - 1000*100 / 50 = 8000H
mv 2
N 0, mg
r
10 = v2 / 50
mg
V = 22м/с = 80км/ч !

25.

3. Два тела с массами 10г и 15г связаны нитью,
перекинутой
через блок, установленный на наклонной
плоскости.
Плоскость образует с горизонтом угол в 300. найти
ускорение,
с которым будут двигаться эти тела. Трением
пренебречь.

26.

m1 = 10 г,
m2 = 15 г,
α = 300
Найти: а - ?
m2> m1
N
T
Решение
Допустим, что груз m2 перетягивает, тогда
m2a = m2g sinα - T
T
Исключим силу натяжения нити:
a
m2g sinα – m2a = m1a + m1g
m2
m2g sinα – m1g = m1a + m2a
m2g sinα – m1g = a(m1 + m2)
m1
a
m2g
α
m 1a = T – m 1g
a = (1,5*0,5 – 1) / 0,25 = -1
Знак минус означает, что наше
m1g
предположение оказалось
неверным и движение будет
противоположно допущенному.

27.

Задача№4
На шнуре, перекинутом через неподвижный блок,
помещены грузы массами 0,3 и 0,2кг.С каким
ускорением движется система? Какова сила
натяжения шнура во время движения?
Решение:
Дано:
m1 0.3кг
m2 0.2кг
Найти:
a
T
T
m1 g
m2 g
a ?
T ?
У
a

28.

F ma
T mg ma
У:
T m1 g m1a
T m2 g m2 a
T m2 ( g a)
m1 g m2 g m1a m2 a
g (m2 m1 )
g (m2 m1 ) a ( m1 m2 ) a
m1 m2
10(0.2 0.3)
1
м
a
2 2
0.3 0.2
0.5
с
T 0.2(10 2) 2.4 H

29.

Конькобежец движется со скоростью 10м/с по
окружности радиусом 30 м.Под каким углом к горизонту он
должен наклониться, чтобы сохранить равновесие?
Задача№5
Решение:
Дано:
У
м
10
N с
R 30 м
Найти:
?
а
Х
mg

30.

F ma
N mg ma
Х:
У:
N cos ma
N sin mg 0 N sin mg 2
sin
g
g
tg (a
)
cos a
a
R
gR
10 * 30
o
tg 2 tg
3 72
100