Презентация на тему: "Решение задач по теме "Законы Ньютона" (сложные)"

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:

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

Тело движется по горизонтали
mg
N
Fтр
Fтяги
N = mg
ma = Fтяги - mg
тело двигается равноускоренно
ma = mg - Fтяги
тело двигается равнозамедленно
Fтяги = Fтр
тело двигается равномерно
Fтр = N =  mg
Y
X

Тело движется по наклонной плоскости
mg
N
v
Fmр
α
а
 = tg, если тело скользит равномерно
α
a = g sin , если тело скользит без трения
a = g (sin    cos)
mg sin = mg cos
тело покоится
Fтр = μmg cosα
Y
X
mgx = mg sin
ma = mg sin  mg cos
тело вверх (+), вниз (-).

Тело движется по мосту
mg
N
mg
N
y

Тело движется на подвесе вверх
N
mg
ma = N - mg
а
g
у

Тело движется на подвесе вниз
ma = mg – N
N
mg
mg = N - тело покоится
а
g
y

Тело движется на блоке

Алгоритм решения задач

Изобразите силы, действующие на каждое тело в инерциальной системе отсчета.
Запишите для каждого тела второй закон Ньютона в векторной форме.
Выберите координатные оси. (Если известно направление ускорения, то целесообразно направить одну ось вдоль ускорения, а вторую перпендикулярно ему.)
Проецируя второй закон Ньютона на координатные оси, получите систему уравнений для нахождения неизвестных величин.
Решите систему уравнений, используя аналитические выражения для всех сил и дополнительные условия.

Задача 1. Тепловоз на горизонтальном участке пути длиной 600 м развивает постоянную силу тяги 147 кН. Скорость поезда возрастает при этом от 36 до 54 км/ч. Определите силу сопротивления движению, считая её постоянной. Масса поезда 1000 т.
Х

Решение:
по II закону Ньютона










Найти:
Fc - ?


Ответ:43 kН

ЗАДАЧА 2
Сила тяги ракетного двигателя первой ракеты на жидком топливе равнялась 660 Н, масса ракеты 30 кг. Какое ускорение приобрела ракета во время старта?

ЗАДАЧА 2
Дано: Решение FТЯГ
m = 30кг ma = FТЯГ – FT а
Fтяг = 660Н FT = mg FТ
а - ?


Ответ: 12м/с²

ЗАДАЧА 3
Мальчик массой 40кг качается на качелях, длина которых 2м. Найдите силу давления на качели при прохождении нижней точки, если скорость в этот момент равна 3м/с.

ЗАДАЧА 3
Дано: Решение
m = 40кг N - сила реакции опоры
R = 2м ma = N - FT ( II з. Ньютона)
Ʋ = 3м/с N = ma + FT Р = - N ( III з. Ньютона)
P -? a = Ʋ²/R – центростремительное
ускорение
Р = 40·10+40·3²/2 =400+180=580H
Ответ: 580Н
N
FT
a

Груз массой 5 кг, привязанный к невесомой нерастяжимой нити, поднимают вверх с ускорением 3 м/с2. Определите силу натяжения нити.
ЗАДАЧА 4

Задача 5. Автомобиль массой 5 т движется по вогнутому мосту со скоростью 72 км/ч. Мост образует дугу радиусом 100 м. Найдите силу, с которой автомобиль давит на мост, проезжая его середину.
У

Дано: Решение:
m = 5000 кг по II закону Ньютона
Ʋ=72км/ч=20м/c ma=N-P ma=N-mg
R=100м


Найти:
P - ?








Ответ:70кН

Задача 6.Груз массой 0,5 кг за нить поднимают вертикально вверх с ускорением 1м/c2. Определите силу , действующую вертикально вверх.

Дано: Решение:
m=0,5 кг
a=1м/с2
Найти:
F-?




Ответ:5,5Н
х

Задача 7. С какой скоростью двигался поезд массой 1500 т, если под действием силы сопротивления 150 кН он прошел с момента начала торможения до остановки путь 500 м?