Δεύτερος νόμος του Νεύτωνα Θεμελιώδης νόμος της μηχανικής μέγιστη δυνατή επιτάχυνση ελάχιστο m μέγιστο F

Transcript

1 Δεύτερος νόμος του Νεύτωνα ή Θεμελιώδης νόμος της μηχανικής a = m Για σχεδιασμό αυτοκινήτου υψηλής απόδοσης δηλαδή για να έχουμε τη μέγιστη δυνατή επιτάχυνση χρειάζεται το αυτοκίνητο να είναι όσο το δυνατόν ελαφρύτερο (ελάχιστο m) και να έχει όσο το δυνατόν ισχυρότερη μηχανή (μέγιστο )

2 Τρίτος νόμος του Νεύτωνα ή νόμος δράσης αντίδρασης Όταν ένα σώμα ασκεί μια δύναμη σ ένα δεύτερο σώμα, τότε και το δεύτερο ασκεί ίση και αντίθετη δύναμη στο πρώτο.

3 Τρίτος νόμος του Νεύτωνα Όταν το αεροπλάνο απογειώνεται, επιταχύνεται (αυξάνει η ταχύτητά του) Άρα από το δεύτερο νόμο του Νεύτωνα πάνω του ασκείται δύναμη. Οι στροβιλοκινητήρες ασκούν δύναμη GP στα αέρια που εκτοξεύουν προς τα πίσω. Σύμφωνα με τον 3 ο νόμο του Νεύτωνα τα αέρια αυτά που ωθούνται προς τα πίσω ασκούν δύναμη PG ίση και αντίθετη με την GP και το ωθούν προς τα μπρος.

4 Τρίτος νόμος του Νεύτωνα Δράση: Το σφυρί σπρώχνει το καρφί. Αντίδραση: Το καρφί ασκεί δύναμη στο σφυρί και το σταματά

5 Τρίτος νόμος του Νεύτωνα Όταν τραβάς τον τοίχο με 500Ν, και ο τοίχος σε τραβά με 500Ν. Φαντάσου το όπως το επόμενο σχήμα. Ίδιες περιπτώσεις δεν είναι;

6 Τρίτος νόμος του Νεύτωνα Μ : άνδρας (Man) B : κυβόλιθος (Block) R : Σχοινί (Rope)

7 Τρίτος νόμος του Νεύτωνα Άνδρας - Σχοινί Μ : άνδρας (Man) B : κυβόλιθος (Block) R : Σχοινί (Rope) Δυνάμεις δράσης αντίδρασης Σχοινί - Κυβόλιθος

8 Δυνάμεις που ασκούνται στο σχοινί Οι και δεν είναι αναγκαστικά ίσες M on R B on R 2 ος νόμος Νεύτωνα για το σχοινί M on R + = m a Αν m R =0 ή α R =0 τότε B on R R R = B on R M on R

9 Δυνάμεις που ασκούνται στο σχοινί = B on R M on R Η δύναμη που ασκείται από τον άνθρωπο στο σχοινί μεταφέρεται μέσω του σκοινιού στον κυβόλιθο.

10 Εφαρμογές νόμων του Νεύτωνα Όταν εφαρμόζω τους νόμους του Νεύτωνα τους εφαρμόζω για συγκεκριμένο σώμα ή σύστημα σωμάτων. Πρέπει αρχικά να αναφέρω για πιο σώμα ή σύστημα τους εφαρμόζω. Αφού επιλέξω σώμα ή σύστημα σωμάτων φτιάχνω για αυτό το διάγραμμα ελεύθερου σώματος. Δηλαδή Φτιάχνω το σώμα μόνο του και σχεδιάζω πάνω του με όσο το δυνατόν μεγαλύτερη ακρίβεια τις δυνάμεις που ασκούνται σε αυτό (και μόνο αυτές) από τα σώματα που αλληλεπιδρούν μαζί του.

11 Εφαρμογές νόμων του Νεύτωνα ανακλαστήρας αλυσίδα

12 Εφαρμογές νόμων του Νεύτωνα Υποθέστε ότι η μάζα της αλυσίδας του προηγούμενου παραδείγματος είναι 10Kgr. Βρείτε τη δύναμη που ασκεί η αλυσίδα στον ανακλαστήρα και τις δυνάμεις στα άκρα της αλυσίδας. Βάρος αλυσίδας: m wc = mc g wc = 10kgr 9,8 wc = 98N 2 s

13 Εφαρμογές νόμων του Νεύτωνα Διαλέγω το σύστημα των 2 κιβωτίων για να φτιάξω ελεύθερο διάγραμμα

14 Εφαρμογές νόμων του Νεύτωνα Διαλέγω το κιβώτιο των 6kgr για να φτιάξω ελεύθερο διάγραμμα και να εφαρμόσω το 2 ο νόμο του Νεύτωνα T = 10N

15 Βρίσκεσαι για εργασία έξω από το διαστημικό λεωφορείο. Η προωθητική σου συσκευή σού παρέχει σταθερή δύναμη για 3s. Στο χρονικό διάστημα αυτό μετακινήθηκες κατά 2,25m. Αν η μάζα σου είναι 68Kgr, βρες την. Δύναμη σταθερή ομαλά επιταχυνόμενη κίνηση. Έστω x η διεύθυνση της δύναμης. Ισχύει: 1 x = υ t o + at 2 2x a = 2 t 1 2 x = 0 + at 2 2 2,25m m a = a = 0,5 2 2 s 2 ( 3s) m = ma = 68Kgr 0,5 2 s = 34N

16 Εφαρμογές νόμων του Νεύτωνα Μάζα θαλάμου m θ =200Kgr Μάζα ανθρώπου m α =70Kgr Ολική μάζα m=270kgr Ποια η τάση στο συρματόσκοινο; Ανελκυστήρας: α) Δεν επιταχύνεται Δυνάμεις στο θάλαμο του ανελκυστήρα Δυνάμεις στο συρματόσκοινο T g T = ( mθ + ma ) g T = 2646N Στην περίπτωση αυτή η τάση στο συρματόσκοινο είναι τέτοια ώστε να υποστηρίζει το βάρος του θαλάμου+ανθρώπου που βρίσκεται μέσα. = 0 T = g

17 Εφαρμογές νόμων του Νεύτωνα Μάζα θαλάμου m θ =200Kgr Μάζα ανθρώπου m α =70Kgr Ολική μάζα m=270kgr Ποια η τάση στο συρματόσκοινο; Ανελκυστήρας: β) Επιταχύνεται α=3m/s 2 Δυνάμεις στο θάλαμο του ανελκυστήρα Δυνάμεις στο συρματόσκοινο T g T = = ma T = ma m( a + g) T = + g 3456N Στην περίπτωση αυτή η τάση στο συρματόσκοινο γίνεται μεγαλύτερη.

18 Εφαρμογές νόμων του Νεύτωνα Δυνάμεις στο συρματόσκοινο Ανελκυστήρας: α) Δεν επιταχύνεται T T = 0 T = c T c Ισχύει όταν το σκοινί δεν έχει μάζα Ανελκυστήρας: β) Επιταχύνεται α=3m/s 2 T T = m a T = c σκ T c Αν το σκοινί δεν έχει μάζα Αν το σκοινί έχει μάζα;

19 Εφαρμογές νόμων του Νεύτωνα Μάζα θαλάμου m θ =200Kgr Μάζα ανθρώπου m α =70Kgr Ολική μάζα m=270kgr Ανελκυστήρας: β) Επιταχύνεται α=3m/s 2 n άνθρωπος Αν ο άνθρωπος στεκόταν σε ζυγαριά αυτή τι θα έδειχνε; Δυνάμεις στον άνθρωπο m α g n m n Άρα η ζυγαριά θα έδειχνε: α = g = m a a n m m m 70Kgr(3 + 9,8 ) n = 2 2 s s = a ( a + n 896N M = = = 91, 4Kgr g m 9,8 2 s g) 896N