Newtons tre lover og tyngdekraften - Verdensrommet
Newtons tre lover og tyngdekraften - Verdensrommet Newtons tre lover og tyngdekraften - Verdensrommet
F w m w 1 1 w 3 2 2 =200N m m 3 1 =4,00kg = 6,00kg =5,00kg Figuren viser de to klossene og tauet mellom klossene, de ytre kreftene er markert Analyse og strukturering / “Set up” Kreftene er konstant og bevegelsen går langs en rett linje. Vi benytter Newtons 2. og 3. lov ∑Fy m⋅ ay Kjente størrelser a) ”Free body” diagram for hvert delsystem y F 1 w 1 F 2 on 1 F AonB Øverste klossen Tauet Nederste klossen y F 1 on 2 w 2 F 3 on 2 − FBonA m1 := 6⋅kg m2 := 4⋅kg m3 := 5⋅kg F1 := 200⋅N y F 2 on 3 w w3 10
Beregningene/Utførelse “Execute” b) Systemets akselerasjon: Vi anvender Newtons lov for hele systemet: w1 := m1⋅g w2 := m2⋅g w3 := m3⋅g F1 − w1 − w2 − w3 m1 + m2 + m1 Vurderinger og refleksjon/ “Evaluate” ( ) ⋅ ay F1 − w1 − w2 − w3 ay := a m1 + m2 + m y 3.53 3 m s 2 = Akselerasjonen er rett oppover, den er 3,53 m/s 2 . c) Kraften i tauet nærmest den øvre klossen: Vi anvender Newtons lov på den øverste klossen F1 − w1 − F2on1 m1⋅ ay F2on1 := −ay⋅m1 − w1 + F1 F2on1 = 120N Tauet virker på øverste klossen med en kraft nedover, kraften størrelse er 120N d) Kraften i tauet nærmest den nedre klossen: Vi anvender Newtons lov på tauet F1on2 := F2on1 F1on2 − w2 − F3on2 m2⋅ ay ( ) F3on2 := −m2⋅ay − w2 + F1on2 F3on2 = 66.7N Vi kan kontrollere beregningene ved å anvende Newtons 2 lov på den nederste klossen: F2on3 − w3 m3⋅ ay F2on3 := F3on2 m3⋅ay = 17.633N F2on3 − w3 = 17.633N Vi ser at utrykkene på begge sider av likhetstegnet gir samme svar, vi har regnet rett e) Strekket midt i tauet: Skal vi løse dette problemet kan vi enten velge øverste halvdelen av tauet som systemet. Eller vi kan velge den nedre halvdelen av tauet som system. Vi anvender Newtons 2. lov på den øvre delen av tauet w2 F1on2 − − T 2 midten m2 2 a w2 m2 ⋅ y Tmidten F1on2 − 2 2 a := − ⋅ y Tmidten = 93.3N Systemets akselerasjon er bestemt av de ytre kreftene som angiriper systemet. De ytre kreftene er 200N og tyngden av de tre delene. Skal vi finne kraften i tauet må vi splitte systemet opp i de tre delene. Tauet vil angripe den øverste klossen med en kraft som er rettet nedover, vi beregner 11
- Page 1 and 2: Nat104 / Grimstad Forelesningsnotat
- Page 3 and 4: (b) Masse og vekt (eng. weight) Om
- Page 5 and 6: ”Free-Body” diagram for klossen
- Page 7 and 8: Teori som forklarer forsøksresulta
- Page 9: Newtons 3. lov: A B FB on A Denne l
- Page 13: Oppgave 2 Et legeme har masse ml Op
F<br />
w<br />
m<br />
w<br />
1<br />
1<br />
w<br />
3<br />
2<br />
2<br />
=200N<br />
m<br />
m<br />
3<br />
1<br />
=4,00kg<br />
= 6,00kg<br />
=5,00kg<br />
Figuren viser de to klossene <strong>og</strong> tauet mellom klossene, de y<strong>tre</strong> kreftene er markert<br />
Analyse <strong>og</strong> strukturering / “Set up”<br />
Kreftene er konstant <strong>og</strong> bevegelsen går langs en rett linje. Vi benytter <strong>Newtons</strong> 2. <strong>og</strong> 3. lov<br />
∑Fy m⋅ ay Kjente størrelser<br />
a) ”Free body” diagram for hvert delsystem<br />
y<br />
F<br />
1<br />
w<br />
1<br />
F<br />
2 on 1<br />
F AonB<br />
Øverste klossen Tauet Nederste klossen<br />
y<br />
F<br />
1 on 2<br />
w<br />
2<br />
F<br />
3 on 2<br />
− FBonA m1 := 6⋅kg m2 := 4⋅kg m3 := 5⋅kg F1 :=<br />
200⋅N y<br />
F<br />
2 on 3<br />
w w3<br />
10
Change language