everything maths and science - C2B2A
everything maths and science - C2B2A everything maths and science - C2B2A
Uitgewerkte voorbeeld 15: Newton se tweede wet: ’n Voorwerp op ’n skuinsvlak VRAAG ’n Krag van T = 312N is nodig om ’n liggaam op ’n helling in rus te hou op ’n wrywinglose skuinsvlak wat ’n hoek van 35 ◦ met die horisontaal vorm. Bereken die grootte van die kragte as gevolg van gravitasie en die normaalkrag deur jou antwoorde tot drie beduidende plekke te gee. OPLOSSING Stap 1: Bepaal die grootte van Fg 35 ◦ Ons word gewoonlik gevra om die grootte van T te vind, maar in die geval word T gegee en ons word gevra om Fg te vind. Ons kan dieselfde vergelyking gebruik. T is die krag wat die komponent van Fg parallel met die vlak (Fgx) balanseer en het daarom dieselfde grootte. N Fg T θ Fg cos(θ) Fg sin(θ) Ons kan Newton se tweede wet op die probleem toepas. Ons weet dat die voorwerp nie beweeg nie, daarom is die resultante versnelling nul. Ons kies teen die helling op om die positiewe rigting te wees. Daarom: Stap 2: Vind die grootte van N FR = m a gebruik tekens vir rigting T − Fg sin(θ) =m(0) Fg = T sin(θ) = 312 sin(35◦ ) = 543,955 N Ons hanteer die kragte parallel aan en loodreg tot die skuinste afsonderlik. Die blok is stilstaande, daarom is die versnelling loodreg tot die helling nul. Weereens pas ons Hoofstuk 2. Newton se wette 95
Newton se tweede bewegingswet toe. Ons kies die rigting van die normaalkrag as die positiewe rigting. FR = m a gebruik tekens vir rigting N − Fg cos(θ) =m(0) N = Fg cos(θ) Ons kan die waarde van Fg wat ons vroeër bereken het in die vergelyking vervang. Ons wil graag wys dat daar ’n ander benadering gevolg kan word om seker te maak dat jy die regte antwoord kry, selfs al het jy ’n fout gemaak toe jy Fg bereken het. Fg cos(θ) kan ook bepaal word deur trigonometriese verhoudings. Ons weet uit vorige gedeeltes van die vraag dat T = Fg sin(θ). Ons weet ook dat tan(θ) = Fg sin(θ) Fg cos(θ) = T N N = T tan(θ) = 312 tan(35 ◦ ) = 445,58 N Let op dat die vraag vra dat die antwoorde tot 3 beduidende plekke gegee word. Ons rond dus N van 445,58 N op tot 446 N loodreg tot die oppervlak afwaarts en T van 543,955 N op na 544 N parallel met die vlak, op teen die helling. Hysers en vuurpyle Tot dusver het ons na voorwerpe wat oor ’n oppervlak getrek of gestoot word gekyk. Ons het met ander woorde na beweging parallel met die vlak waarop die voorwerp rus gekyk. Hier het ons slegs kragte parallel met die vlak oorweeg, maar ons kan ook voorwerpe oplig of hulle laat val. Dit is vertikale beweging waar slegs vertikale kragte in ag geneem word. Kom ons beskou ’n 500 kg hysbak sonder passasiers, wat aan ’n kabel hang. Die doel van die kabel is aan die hysbak opwaarts te trek sodat dit die volgende vloer kan bereik of om die hysbak te laat sak sodat dit afwaarts na die vloer onder kan beweeg. Ons laat na vyf moontlike posisies gedurende die beweging van die hysbak kyk en ons kennis van Newton se tweedebewegingswet op elke posisie toepas. Die vyf posisies is: 1. ‘n Stilstaande hysbak wat bo die grond hang. 2. ‘n Hysbak versnel opwaarts. 3. ‘n Hysbak beweeg teen ‘n konstante snelheid. 4. ‘n Hysbak versnel (beweeg stadiger) 5. ‘n Hysbak versnel afwaarts (die kabel breek) 96 2.3. Newton se wette
- Page 58 and 59: 6N α 8N 10 N Die grootte van die r
- Page 60 and 61: sin(θ) = F1y F1 sin(45 ◦ )= F1y
- Page 62 and 63: sin(θ) = F4y F4 sin(245 ◦ )= F4y
- Page 64 and 65: die koord. Indien jy meer koorde de
- Page 66 and 67: 4. Vind die resultant in die x-rigt
- Page 68 and 69: 16. Twee vektore werk in op dieself
- Page 70 and 71: Newton se wette HOOFSTUK 2 2.1 Inle
- Page 72 and 73: Figuur 2.2: Kontakkragte ’n Nie-k
- Page 74 and 75: Wanneer ’n voorwerp op ’n opper
- Page 76 and 77: kan varieer van nul (wanneer geen a
- Page 78 and 79: Stap 1: Maksimum statiese wrywingsk
- Page 80 and 81: normaalkrag is en kan daarom die st
- Page 82 and 83: Informele eksperiment: Normaalkragt
- Page 84 and 85: Nog ’n voorbeeld is ’n blok op
- Page 86 and 87: 3 y 2 1 0 Fg 0 1 2 3 4 5 x θ Fgy F
- Page 88 and 89: Aanvaar byvoorbeeld dat die positie
- Page 90 and 91: a) Teken ’n vryliggaamdiagram van
- Page 92 and 93: Sien video: 26SB op www.everythings
- Page 94 and 95: oorkom (of “kanselleer” wrywing
- Page 96 and 97: voorwerp inwerk moet ons net met di
- Page 98 and 99: 1. die grootte en rigting van die t
- Page 100 and 101: Pas nou Newton se tweede bewegingsw
- Page 102 and 103: 1 3 van totale wrywingskrag Ff op 1
- Page 104 and 105: Uitgewerkte voorbeeld 13: Newton se
- Page 106 and 107: Voorwerp op ’n skuinsvlak In ’n
- Page 110 and 111: Vir die bespreking kies ons die rig
- Page 112 and 113: oorkom sodat die vuurpyl opwaarts k
- Page 114 and 115: 4. Bereken die versnelling van ‘n
- Page 116 and 117: a) Wat is sy versnelling? b) Indien
- Page 118 and 119: DEFINISIE: Newton se derde beweging
- Page 120 and 121: wat deel is van die paar is F1, wat
- Page 122 and 123: Algemene eksperiment: Ballonvuurpyl
- Page 124 and 125: Oefening 2 - 6: 1. ‘n Vlieg tref
- Page 126 and 127: punt in kilogram (kg) en d is die a
- Page 128 and 129: was, aangesien Pluto so klein is en
- Page 130 and 131: Die massa van die passasiers is 421
- Page 132 and 133: • die massa van die man, m • di
- Page 134 and 135: Stap 5: Gee die finale antwoord. Di
- Page 136 and 137: 2.5 Opsomming ESE33 Sien aanbieding
- Page 138 and 139: a) Die kas word na die oppervlak ge
- Page 140 and 141: Die vuurpyl versnel omdat die groot
- Page 142 and 143: c) 60 N d) 80 N [SC 2002/03 HG1] 20
- Page 144 and 145: c) Die grootte van die krag wat die
- Page 146 and 147: [IEB 2002/11 HG1] 33. ’n Motor op
- Page 148 and 149: stut tou R 70 P ◦ boks tou S a) T
- Page 150: 9. Bereken die gravitasiekrag tusse
- Page 153 and 154: 3 Atomiese kombinasies Ons bly in
- Page 155 and 156: Hierdie drie kragte werk gelyktydig
- Page 157 and 158: WENK ’n Lewis diagram gebruik kol
Newton se tweede bewegingswet toe. Ons kies die rigting van die normaalkrag as die<br />
positiewe rigting.<br />
FR = m a gebruik tekens vir rigting<br />
N − Fg cos(θ) =m(0)<br />
N = Fg cos(θ)<br />
Ons kan die waarde van Fg wat ons vroeër bereken het in die vergelyking vervang.<br />
Ons wil graag wys dat daar ’n <strong>and</strong>er benadering gevolg kan word om seker te maak<br />
dat jy die regte antwoord kry, selfs al het jy ’n fout gemaak toe jy Fg bereken het.<br />
Fg cos(θ) kan ook bepaal word deur trigonometriese verhoudings. Ons weet uit vorige<br />
gedeeltes van die vraag dat T = Fg sin(θ). Ons weet ook dat<br />
tan(θ) = Fg sin(θ)<br />
Fg cos(θ)<br />
= T<br />
N<br />
N = T<br />
tan(θ)<br />
= 312<br />
tan(35 ◦ )<br />
= 445,58 N<br />
Let op dat die vraag vra dat die antwoorde tot 3 beduidende plekke gegee word. Ons<br />
rond dus N van 445,58 N op tot 446 N loodreg tot die oppervlak afwaarts en T van<br />
543,955 N op na 544 N parallel met die vlak, op teen die helling.<br />
Hysers en vuurpyle<br />
Tot dusver het ons na voorwerpe wat oor ’n oppervlak getrek of gestoot word gekyk.<br />
Ons het met <strong>and</strong>er woorde na beweging parallel met die vlak waarop die voorwerp<br />
rus gekyk. Hier het ons slegs kragte parallel met die vlak oorweeg, maar ons kan ook<br />
voorwerpe oplig of hulle laat val. Dit is vertikale beweging waar slegs vertikale kragte<br />
in ag geneem word.<br />
Kom ons beskou ’n 500 kg hysbak sonder passasiers, wat aan ’n kabel hang. Die doel<br />
van die kabel is aan die hysbak opwaarts te trek sodat dit die volgende vloer kan bereik<br />
of om die hysbak te laat sak sodat dit afwaarts na die vloer onder kan beweeg. Ons laat<br />
na vyf moontlike posisies gedurende die beweging van die hysbak kyk en ons kennis<br />
van Newton se tweedebewegingswet op elke posisie toepas. Die vyf posisies is:<br />
1. ‘n Stilsta<strong>and</strong>e hysbak wat bo die grond hang.<br />
2. ‘n Hysbak versnel opwaarts.<br />
3. ‘n Hysbak beweeg teen ‘n konstante snelheid.<br />
4. ‘n Hysbak versnel (beweeg stadiger)<br />
5. ‘n Hysbak versnel afwaarts (die kabel breek)<br />
96 2.3. Newton se wette