everything maths and science - C2B2A

everything maths and science - C2B2A everything maths and science - C2B2A

03.05.2013 Views

Pas nou Newton se tweede bewegingswet op die tweede krat toe, omdat ons weet wat die versnelling is en watter kragte op die krat inwerk. Ons weet dat Fres2 = T − Ff2 Let op dat spanning in die teenoorgestelde rigting is. Stap 4: Los gelyktydig op Fres2 = m2a T − Ff2 = m2a T − 1 3 FfT = m2a T = (10)(2) + 1 3 FfT Ons het Newton se tweede bewegingswet gebruik om twee vergelykings met twee onbekendes op te stel wat gelyktydig opgelos kan word. Ons het vir T in die bostaande vergelykings opgelos, maar een T dra in negatiewe teken. As ons dus die twee vergelykings bymekaar tel sal die waarde van die spanning uitkanselleer, wat ons in staat sal stel om FfT op te los: (T )+(−T ) = ((10)(2) + 1 3 FfT) + ((15)(2) − (500) + 2 3 FfT) 0 = 20 + 30 − 500 + 1 3 FfT + 2 3 FfT 0=−450 + FfT FfT = 450 N Ons kan die grootte van FfT in die vergelyking vervang vir krat 2 om die grootte van die spanning te bepaal: Stap 5: Skryf die finale antwoorde meer T = (10)(2) + 1 3 FfT T = (10)(2) + 1 3 (450) T = 20 + 150 T = 170 N Die totale krag as gevolg van wrywing is 450 N na links. Die grootte van die krag van die spanning is 170 N Uitgewerkte voorbeeld 11: Newton se tweede wet: ’n Krat op ’n oppervlak (alternatiewe metode) VRAAG Twee kratte, 10 kg en 15 kg onderskeidelik, word met ’n dik tou aanmekaar vasgemaak Hoofstuk 2. Newton se wette 87

soos in die diagram. ’n Krag na regs, van 500 N word toegepas. Die krat beweeg met ’n versnelling van 2 m·s −2 na regs. Een derde van die totale wrywingskrag werk op die 10 kg krat in en twee derdes op die 15 kg krat. Bereken: 1. die grootte en rigting van die totale wrywingskrag wat teenwoordig is 2. die grootte van die spanning in die tou by T. OPLOSSING Stap 1: Teken ’n kragdiagram a=2m· s −2 10 kg T 15 kg 500 N Teken altyd ’n kragtediagram, al vra die vraag nie daarvoor nie. Die versnelling van die hele sisteem word gegee; ons teken daarom ’n kragtediagram vir die hele sisteem. Omdat die twee kratte as ’n eenheid gesien word, sal die kragtediagram as volg lyk: Wrywing = ? 10 kg Stap 2: Bereken die wrywingskrag a=2m· s −2 15 kg Toegepaste krag = 500 N Om die wrywingskrag te bereken pas ons Newton se tweede wet toe. Ons het die massa (10 + 15 kg) en die versnelling (2 m·s −2 ). Kies die rigting van beweging om die positiewe rigting te wees (na regs is positief). FR = ma Ftoegepas + Ff = ma 500 + Ff = (10 + 15) (2) Ff = 50 − 500 Ff = −450N Die wrywingskrag is 450 N in die teenoorgestelde rigting van beweging (na links). Stap 3: Vind die spanning in die tou. Om die spanning in die tou te vind moet ons eers na een van die twee kratte op sy eie kyk. Kom ons kies die 10 kg krat. Ons moet eers ’n kragtediagram teken: 88 2.3. Newton se wette

soos in die diagram. ’n Krag na regs, van 500 N word toegepas. Die krat beweeg met<br />

’n versnelling van 2 m·s −2 na regs. Een derde van die totale wrywingskrag werk op<br />

die 10 kg krat in en twee derdes op die 15 kg krat. Bereken:<br />

1. die grootte en rigting van die totale wrywingskrag wat teenwoordig is<br />

2. die grootte van die spanning in die tou by T.<br />

OPLOSSING<br />

Stap 1: Teken ’n kragdiagram<br />

a=2m· s −2<br />

10 kg T<br />

15 kg<br />

500 N<br />

Teken altyd ’n kragtediagram, al vra die vraag nie daarvoor nie. Die versnelling van<br />

die hele sisteem word gegee; ons teken daarom ’n kragtediagram vir die hele sisteem.<br />

Omdat die twee kratte as ’n eenheid gesien word, sal die kragtediagram as volg lyk:<br />

Wrywing = ?<br />

10 kg<br />

Stap 2: Bereken die wrywingskrag<br />

a=2m· s −2<br />

15 kg<br />

Toegepaste krag = 500 N<br />

Om die wrywingskrag te bereken pas ons Newton se tweede wet toe. Ons het die<br />

massa (10 + 15 kg) en die versnelling (2 m·s −2 ). Kies die rigting van beweging om die<br />

positiewe rigting te wees (na regs is positief).<br />

FR = ma<br />

Ftoegepas + Ff = ma<br />

500 + Ff = (10 + 15) (2)<br />

Ff = 50 − 500<br />

Ff = −450N<br />

Die wrywingskrag is 450 N in die teenoorgestelde rigting van beweging (na links).<br />

Stap 3: Vind die spanning in die tou.<br />

Om die spanning in die tou te vind moet ons eers na een van die twee kratte op sy eie<br />

kyk. Kom ons kies die 10 kg krat. Ons moet eers ’n kragtediagram teken:<br />

88 2.3. Newton se wette

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!