Лекция 12

Лекция №12 {физический диктант}

Применение законов Ньютона.

1. Автомобиль массой 1т поднимается по шоссе с уклоном 30 градусов под действием силы тяги 70 кН. Найти ускорение автомобиля, считая, что сила сопротивления зависит от скорости движения. Коэффициент сопротивления равен 0,1. Ускорение свободного падения принять равным 10 м\с².

Дано: m=1000кг, α=30, F_тяг=7000 Н, µ=0,1

Решение: На движущийся автомобиль действуют силы:

• сила тяжести, направленная вертикально вниз,

• сила реакции опоры шоссе, направленная перпендикулярно поверхности

• сила тяги, направленная вдоль наклонной плоскости

• сила трения о шоссе, направленная противоположно движению автомобиля

Вектор ускорения направлен вдоль наклонной плоскости, т.к. движение автомобиля равноускоренное. Для описания движения выберем прямоугольную систему координат xOy. Направим ось x вверх вдоль плоскости, а ось y – перпендикулярно плоскости вверх. Находя проекции силы тяжести по осям, воспользуемся соотношениями в прямоугольной треугольники.

По второму закону Ньютона:

Построим проекции:

Ox:

Oy:

получаем

2. Тележка массой 5кг движется по горизонтальной поверхности под действием гири массой 2кг, прикрепленной к концу нерастяжимой нити, перекинутой через неподвижный блок. Определите натяжение нити и ускорение движения тележки, если коэффициент трения тележки о плоскость 0,1. Массами блока и нити, а также трением в блоке пренебречь. {Найти работу, которую совершила тележка, проехав 20 см}

Дано: m1=5кг, m2=2кг, µ=0.1. Найти: T, a

Решение: В данной случает рассматривают движение каждого тела отдельно

1. На тележку действуют силы:

• Сила тяжести

• Сила реакции опоры плоскости

• Сила натяжения нити

• Сила трения

По второму закону Ньютона для 1 тела:

Ox:

Oy:

=>

На гирю действуют сила тяжести и сила натяжения нити.

По второму закону Ньютона для 2 тела:

Oy:

Т.к. T₁=T₂=T, a₁=a₂=a то получаем систему уравнений

Сложим уравнения:

=> a=2.1 м\с², Подставим в любое уравнение системы и получим Т=15.4 Н

3. Шарик массой 500г, подвешенный на нерастяжимой нити длиной 1м, совершает колебания в вертикальной плоскости. Найти силу натяжения нити в момент, когда она образует с вертикалью угол 60 градусов. Скорость шарика в этот момент 1,5 м\с.

Дано: m=0.5кг, α=60, v=1.5 м\с, l=1м

Oy:

, R=l-длина нити.

Домашнее задание: п. Применение законов Ньютона (1,2,3). Подготовиться к устному опросу.