Transcript PPT
Mijiedarbība un spēks. α Gatavosimies kontroldarbam! Darbā izmantoti A. Šablovska sastādītie uzdevumi ar atrisinājumiem un veidotās animācijas. A.Šablovskis 1 Ņūtona likumi : a F 1 / Otrais Ņūtona likums / F =ma Ievietojot formulā 1 F - kopspēks m - masa 1N = 1kg∙1m/s2 / Pirmais Ņūtona likums / a – paātrinājums F = 0 , iegūstam, a = 0 . Ja ķermenim pieliktais kopspēks F = 0 , tad paātrinājums a = 0 un ķermenis atrodas vienmērīgā taisnvirziena kustībā vai miera stāvoklī. v Fr Fb Fr= mg Fv mg Ja Fv = Fb ,tad kopspēks F = 0 un arī a = 0. Tad ķermenis atrodas vai 1) miera stāvoklī vai 2) kustas vienmērīgi taisnā virzienā. / Ja a =0,tad no v=vo+at izriet,ka v=vo=const ( vienmērīga kustība), vai arī v=0 ( miera stāvoklis) / / Trešais Ņūtona likums / Divi ķermeņi viens uz otru darbojas ar spēkiem, kas ir vienādi pēc moduļiem, bet pretēji vērsti. F1 = F2 m1a1 = m2a2 m1 a2 = m2 a1 m1 F1 = - F2 m2 a1 a2 F1 F2 Ķermeņu iegūtie paātrinājumi ir apgriezti proporcionāli to masām. A.Šablovskis 2 Uzdevumu risināšanā izmantosim vienmērīgi paātrinātās kustības formulas : vo - sākuma ātrums ( m/s) v - beigu ātrums (m/s ) a – paātrinājums ( m/s2 ) t – laiks (s ) v 2- vo2 = 2as s – pārvietojums (m) 2 x =xo +vot + at 2 x - koordināte v = vo+ at 2 s = vot + at 2 palēninātai kust. (m) xo – sāk. koordināte ( m ) “–a“ A.Šablovskis 3 Uzdevums : Uz ķermeni, kura masa 800g, darbojas 0,016kN liels spēks. Cik lielu paātrinājumu tas iegūst ? Uzraksti dotos lielumus! Pārveido dotos lielumus ”SI “ sistēmā ! Dots : m = 800g 0,8kg F = 0,016kN 16 N Uzraksti otrā Ņūtona likuma formulu un izsaki paātrinājumu ! F = ma a-? k / kilo / = 103 a= a= F m 16 = 20 m/s2 0,8 A.Šablovskis 4 Aprēķini ķermeņa masu, ja uz to sāk darboties 0,4kN liels vicējspēks un tas iegūst 20 cm/s2. Uzraksti dotos lielumus! Dots : F = 0,4kN a = 20 cm/s2 m-? k / kilo / = 103 Pārveido dotos lielumus ”SI “ sistēmā ! 400 N Uzraksti otrā Ņūtona likuma formulu un izsaki masu ! 0,2m/s2 F = ma m= m= F a 400 = 2000kg 0,2 c / centi / = 0,01m A.Šablovskis 5 Aprēķināt ķermeņa, kura masa ir 2kg, beigu ātrumu, ja uz to 4 sekundes darbojas 10 N liels. Sākuma ātrums ir vienāds ar nulli. Uzraksti dotos lielumus! Uzraksti paātrinātas kustības formulu ātruma aprēķināšanai ! Dots : m = 2kg t = 4s F = 10N vo = 0m/s v = vo+ at Tā kā vo= 0, tad v = at Paātrinājumu izrēķini, izmantojot 2 Ņūtona likumu ! v-? F = ma F a= m a= 10 = 5 m/s2 2 Tagad vari aprēķināt v ! v = at v = 5∙4 = 20 m/s 1) v = vo+ at 2 at 2) s = vot + 2 3) v 2- vo2 = 2as A.Šablovskis 6 Uz ķermeni, kura masa 5 kg, sāka darboties spēks, kā rezultātā ķermenis 10m garā ceļā sasniedza ātrumu 8m/s. Aprēķināt spēku, ja ķermeņa sākuma ātrums ir vienāds ar nulli. Uzraksti otrā Ņūtona likuma formulu ! Uzraksti dotos lielumus! Dots : m = 5 kg s = 10m v = 8m/s vo = 0m/s F-? F = ma Paātrinājuma aprēķināšanai izmanto paātrinātās kustības formulas. Izvēlies formulu un izsaki paātrinājumu ! Tā kā vo=0,tad v2= 2as v 2- vo2 = 2as a= v2 2s 82 a= = 3.2 m/s2 2∙10 Zinot paātrinājumu, var izrēķināt spēku ! 1) v = vo+ at 2 at 2) s = vot + 2 3) v 2- vo2 = 2as F = 5 ∙ 3,2 = 16 N A.Šablovskis 7 Aprēķināt ķermeņa masu, ja 50 N liela spēka iedarbībā, ķermenis 3 sekundēs veic 90m lielu attālumu. Ķermeņa sākuma ātrums ir vienāds ar nulli. Uzraksti dotos lielumus! Dots : Uzraksti otrā Ņūtona likuma formulu un izsaki masu ! F = 50 N t=3s s = 90 m vo = 0m/s F m= a F = ma Paātrinājuma aprēķināšanai izmanto paātrinātās kustības formulas. Izvēlies formulu un izsaki paātrinājumu ! m-? at2 s = vot + 2 a= Tā kā vo=0 tad at2 s= 2 Izsaki a ; a= 2s t2 2∙90 2 = 20m/s 32 Zinot paātrinājumu, var izrēķināt masu ! 1) v = vo+ at at2 2) s = vot + 2 3) v 2- vo2 = 2as F m= a m= 50 = 2,5 kg 20 A.Šablovskis 8 ELASTĪBAS SPĒKS. DEFORMĀCIJAS. Elastības spēks rodas deformētos ķermeņos. Tas darbojas tā ,lai ķermenis atgūtu savu sākotnējo formu. Deformāciju veidi ir stiepe, spiede, liece, bīde un vērpe. lo ∆x Fb F = ∆x lo l– deformēta ķermeņa garums - relatīvais pagarinājums Fe – elastības spēks - absolūtais pagarinājums F – deformējošais spēks. - relatīvais pagarinājums Huka likums ķermeņa sākuma garums ∆x – absolūtais pagarinājums l ∆x = l – lo lo – k – elastības (stinguma) koeficients Fe = - k ∆x Elastības spēks ir proporcionāls ķermeņu deformācijai. Likumā ”–” zīme norāda to, ka elastības spēks ir vērsts pretēji deformācijai. Uzdevumos likumu var lietot šādā formā : F = k ∆x A.Šablovskis 9 Aprēķini stieples absolūto un relatīvo pagarinājumu, ja tās sākuma garums ir 10m, bet pēc izstiepšanas tās garums kļuva 10100mm. Aprēķini elastības koeficientu, ja stiepli izstiepa 100N liels spēks. Uzraksti formulu absolūtajam pagarinājumam un to aprēķini! Uzraksti dotos lielumus! Dots : lo= 10m l= 10100mm ∆x = l – lo 10,1m F = 100N ∆x-? -? ∆x = 10,1 - 10 = 0,1m k-? Uzraksti formulu relatīvajam pagarinājumam un to aprēķini ! = ∆x lo 0,1 = =0,01 =1% 10 Uzraksti Huka likumu, izsaki elqastības koeficientu un aprēķini! F = k ∆x k= F ∆x k= 100 = 1000N 0,1 A.Šablovskis 10 Aprēķināt, cik liela spēka iedarbībā atspere, kuras stinguma koeficients ir 0,4 kN/m , pagarināsies par 8 cm. Kādam jābūt atsperes stinguma koeficientam, lai, stiepjot ar to pašu spēku, atsperi pagarinātu par 8mm. Uzraksti dotos lielumus! Pārveido SI sistēmā! Dots : k =0,4kN/m 400N/m ∆x = 8cm 0,08m ∆x1 = 8mm 0,008m F-? k1-? Uzraksti Huka likumu un aprēķini! F = k ∆x F = 400∙0,08 = 32N No Huka likuma izsaki k un aprēķini ! F = k1 ∆x1 F k1 = ∆x1 32 k1 = = 4000N/m 0,008 A.Šablovskis 11 Uzdevumu risināšanas plāns, ja uz ķermeni darbojas vairāki spēki : 1) Uzraksti dotos lielumus ; 2) Uzzīmē zīmējumu un attēlo spēkus, kas darbojas uz ķermeni ; 3) Uzraksti 2 Ņūtona likumu. F = ma, kur F kopspēks; 4) Kopspēka vietā ieraksti visus spēkus: F1+F2+F3+ ... = ma ; 5) Projicē vektorus F1, F2, F3, ...un ma uz asīm ( vai ass) ; 6) Uzraksti 2 Ņūtona likumu ar projekcijām (uz 1 vai 2 asīm) ; F1x+F2x+F3x+.... =max ; F1y+F2y+F3y+ …=may 7) Izsaki meklējamo lielumu un to izrēķini. A.Šablovskis 12 Berzes spēks. Berzes koeficients. Fr Fv Fb v Fv - vilcējspēks Fb – slīdes berzes spēks Fb = μ Fr mg – smaguma spēks mg Ja virsma ir horizontāla, tad Fr= mg un Fr – balsta reakcijas spēks Fb = μ mg μ – slīdes berzes koeficients Slīdes berzes spēks vērsts pretēji . . . ātruma virzienam. y Atkarībā no spēku Fb un Fv moduļiem ( skaitliskām vērtībām) iespējami šādi gadījumi : 1) Ja Fb < Fv , tad ķermenis kustēsies paātrināti. 2) Ja Fb > Fv , tad ķermenis kustēsies palēnināti; 3) Ja Fb = Fv , tad ķermenis kustēsies vienmērīgi taisnā virzienā, vai atradīsies miera stāvoklī. Fr mgx Fb mgy α mg x α mgx –mg projekcija uz x ass Uz slīpās virsmas Fr = mg , bet Fr= mgy . mgy –mg projekcija uz y ass A.Šablovskis 13 Suņu pajūgs, pārvietojoties vienmērīgi, rada 600N lielu vilcējspēku. Aprēķināt berzes koeficientu starp ragavām un sniegu, ja suņi var pavilkt 600kg kravu. Uzraksti dotos lielumus! Dots : Fv = 600 N m = 600kg Uzraksti berzes spēka formulu uz horizontālas virsmas un izsaki μ ! Fb = μ mg μ= Fb mg μ-? Salīdzini berzes spēku un vilcējspēku , ja kustība ir vienmērīga ? Fb = Fv= 600N Aprēķini berzes koeficientu! 600 = 0,1 μ= 600∙10 A.Šablovskis 14 Ķermenis, kura masa 5kg, atrodas uz horizontālas virsmas. Slīdes berzes koeficients ķermenim attiecībā pret virsmu ir 0,3. Noteikt, kādā stāvoklī- vienmērīgā kustībā, miera stāvoklī vai paātrinātā kustībā atrodas ķermenis, ja uz to iedarbojas vilcējspēks, kura modulis ir a) 10N ; b) 15 N ; c) 20 N .Noteikt berzes spēku visos gadījumos. Aprēķini slīdes berzes spēku! Uzraksti dotos lielumus! Dots : m =5kg μ = 0,3 a) Fv=10N b) Fv=15N c) Fv=20N Fb- ? b) c) Fb=15N Fb=15N Fv=15N Fv=20N Fb = μ mg 1 Fb = 0,3∙5∙10 = 15N Šāds berzes spēks būs tad, kad ķermenis sāks slīdēt. Uzzīmē zīmējumu attēlojot tikai Fb un Fv a), b), c) gadījumos! Balsta reakcijas spēks un smaguma spēks ir vienādi ,Fr=mg , tie līdzsvarojas! a) Fb=10N Fv=10N Berzes spēks būs arī 10N, jo ķermenis neslīd ( sāks slīdēt ja Fv=15N). Miera stāvokļa berzes spēks nepārsniedz vilcējspēku. Ja Fv=15N, tad arī Fb =15N un ķermenis atradīsies vai nu miera stāvoklī, vai kustēsies vienmērīgi. Ja Fv=20N, tad berzes spēks būs Fb=15N,kuru aprēķinājām pēc formulas 1 . Ķermenis kustēsies paātrināti. A.Šablovskis 15 Automašīnai braucot vienmērīgi, tās vilcējspēks ir 2,8 N, bet berzes koeficients starp riepām un ceļu ir 0,1. Aprēķināt automašīnas masu. Uzzīmēt zīmējumu un attēlot visus spēkus . Uzraksti dotos lielumus! Dots : Uzzīmē zīmējumu un attēlo visus spēkus! v Fr Fv = 2,8 N μ = 0,1 Fb m-? Fv mg 1) Atbalsta reakcijas spēks ir vienāds ar smaguma spēku : Fr = Uzraksti ,kuri spēki ir vienādi savā starpā! mg. 2) Vilcējspēks ir vienāds ar berzes spēku Fv = Fb ,jo kustība ir vienmērīga. Uzraksti berzes spēka aprēķināšanas formulu, to pārveido, ņemot vērā 1) un 2)! Fb = μ Fr Tā kā Fr = mg , tad Fb= μ mg Izsaki no formulas masu un to aprēķini! Fb m= μg m= Otrs risināšanas paņēmiens nākošajā slaidā. 2,8 0,1∙10 = 2,8 kg A.Šablovskis 16 Automašīnai braucot vienmērīgi, tās vilcējspēks ir 2,8 N, bet berzes koeficients starp riepām un ceļu ir 0,1. Aprēķināt automašīnas masu. Uzzīmēt zīmējumu un attēlot visus spēkus . Uzzīmē zīmējumu un attēlo visus spēkus un iezīmē x un y asis ! Uzraksti dotos lielumus! y Dots : Fv = 2,8 N μ = 0,1 Fb Uzraksti otro Ņūtona likumu! v Fr Fv x F =ma m-? mg Kustība ir vienmērīga, tāpēc a = 0, iegūstam izteiksmi : Kopspēka vietā ievietojam visus spēkus : F =0 Fr+ mg + Fb+ Fv = 0 Projicējam iegūto izteiksmi uz y asi : Fr- mg + 0+ 0 = 0 ; vai Projicējam iegūto izteiksmi uz x asi : 0+ 0 - Fb+ Fv = 0 ; vai Fr= mg 1) Fb= Fv 2) Uzraksti berzes spēka aprēķināšanas formulu, to pārveido, ņemot vērā 1) un 2)! Fb = μ Fr Fb= μmg Fb m= μg Fv m= μg m= 2,8 0,1∙10 = 2,8 kg A.Šablovskis 17 Ķermeni, kura masa 10kg, aiz auklas ceļ vertikāli uz augšu ar paātrinājumu 0,5 m/s2. Aprēķināt auklas sastiepuma spēku. Uzzīmēt zīmējumu un attēlot spēkus. Uzraksti dotos lielumus! Dots : m = 10kg a = 0,5m/s2 Fs - ? Uzzīmē zīmējumu un attēlo spēkus, paātrinājumu un y asi! y Uzraksti otro Ņūtona likumu! F =ma Fs a Kopspēka vietā ievieto spēku vektoriālo summu! mg Fs +mg = ma Projicē spēkus un paātrinājumu uz y asi ! Fs - mg = ma Izsaki sastiepuma spēku un to aprēķini ! Fs = mg + ma Fs = 10∙10 + 10∙0,5 = 105 N Atrisini šo uzdevumu, ja ķermenis kustas vertikāli uz leju! /skatīt nākošā slaidā/ A.Šablovskis 18 Ķermeni, kura masa 10kg, aiz auklas nolaiž vertikāli uz leju ar paātrinājumu 0,5 m/s2. Aprēķināt auklas sastiepuma spēku. Uzzīmēt zīmējumu un attēlot spēkus. Uzraksti dotos lielumus! Dots : m = 10kg a = 0,5m/s2 Fs - ? Uzzīmē zīmējumu un attēlo spēkus, paātrinājumu un y asi! y Uzraksti otro Ņūtona likumu! Fs F =ma Kopspēka vietā ievieto spēku vektoriālo summu! a mg Fs +mg = ma Projicē spēkus un paātrinājumu uz y asi ! Fs - mg = - ma Izsaki sastiepuma spēku un to aprēķini ! Fs = mg - ma Fs = 10∙10 - 10∙0,5 = 95 N A.Šablovskis 19 Lifts, kura masa 600kg, sāk pārvietoties vienmērīgi paātrināti uz augšu un 8 sekundēs noiet 64m.Cik liels ir lifta trošu sastiepuma spēks? y Uzraksti dotos lielumus! Dots : m = 600kg vo=0m/s t = 8s s = 64m Uzzīmē zīmējumu un attēlo spēkus, paātrinājumu un y asi! Fs a F =ma Uzraksti otro Ņūtona likumu! mg Fs - ? Kopspēka vietā ievieto spēku vektoriālo summu! Fs +mg = ma Fs - mg = ma Projicē spēkus un paātrinājumu uz y asi ! Fs = mg + ma Izsaki sastiepuma spēku ! 1 Paātrinājuma aprēķināšanai izmanto paātrinātās kustības formulas. Izvēlies formulu un izsaki paātrinājumu ! Tā kā vo=0,tad 1) v = vo+ at 2 at 2) s = vot + 2 3) v 2- vo2 = 2as Izmantojot izteiksmi at2 s= 2 1 a= 2s t2 a= 2∙64 = 2m/s2 2 8 , izrēķini sastiepuma spēku! Fs = 600∙10 +600∙2 = 7200N A.Šablovskis 20 Pāri nekustīgam trīsim pārmesta aukla, kuras galos iekārti 8kg un 5kg atsvari. Aprēķināt atsvaru paātrinājumu un auklas sastiepuma spēku. Cik lielu ātrumu atsvari sasniegs pēc 0,5 sekundēm? Uzraksti dotos lielumus! Uzzīmē zīmējumu un attēlo spēkus, paātrinājumus un y asi! Dots : m1 = 8kg m2 = 5kg t = 0,5s a -? Fs-? v-? y Uzraksti otro Ņūtona likumu uz abiem ķermeņiem ! F1 = m1a F2 = m2a Kopspēku F1 un F2 vietā, ievieto spēkus Fs un mg katram ķermenim! Fs+m1g = m1a Fs+m2g = m2a Fs- m2g = m2a Fs a a m2g Projicē spēkus un paātrinājumu uz y asi katram ķermenim ! Fs- m1g = - m1a Fs m1g No pirmā vienādojuma atņemam otro vienādojumu un izsakām paātrinājumu ! Fs- m1g – (Fs - m2g) = - m1a - m2a vai Fs- m1g – Fs + m2g = - a(m1 + m2) vai - m1g + m2g = - a(m1 + m2) ( reizinām ar -1 ) m1g - m2g = a(m1 + m2) Turpinājums nākošajā slaidā ! m1g - m2g a= m1+m2 8∙10 - 5∙10 = 2,3 m/s2 a= 8+5 A.Šablovskis 21 Pāri nekustīgam trīsim pārmesta aukla, kuras galos iekārti 8kg un 5kg atsvari. Aprēķināt atsvaru paātrinājumu un auklas sastiepuma spēku. Cik lielu ātrumu atsvari sasniegs pēc 0,5 sekundēm? Dots : m1 = 8kg m2 = 5kg t = 0,5s a -? Fs-? Izrēķinājām paātrinājumu a = 2.3 m/s2. y a = 2,3 m/s2 v-? Fs Lai izrēķinātu auklas sastiepuma spēku Fs , izsaki to no jebkura iegūtā vienādojuma un ievieto tajā a = 2,3 m/s2 ; Fs a a m2g Fs- m1g = - m1a Fs = m1g - m1a Fs- m2g = m2a Fs = 8∙10 - 8∙2,3 = 61,6 N m1g Ātruma aprēķināšanai izmanto paātrinātās kustības formulas. Izvēlies formulu un izsaki ātrumu ! Ievēro vo= 0m/s ! v = vo+ at v = at v = 2,3∙0,5 = 1,15 m/s 1) v = vo+ at 2 at 2) s = vot + 2 3) v 2- vo2 = 2as A.Šablovskis 22 Uz horizontālas virsmas atrodas ar auklu saistīti divi ķermeņi, kuru masas ir m1= 4kg un m2=6kg. Uz mazāko ķermeni paralēli virsmai darbojas vilcējspēks Fv= 40 N. a) Uzzīmē zīmējumu un attēlo visus spēkus, kas darbojas uz ķermeņiem! a Fr1 Fv- vilcējspēks Fr2 Fv Fs Fs- aklas sastiepuma spēks Fs x mg – smaguma spēks m1g m2g Fr –balsta reakcijas spēks b) Aprēķini ar cik lielu paātrinājumu pārvietojas ķermeņi! Uzraksti 2. Ņūtona likumu katram ķermenim! Kopspēkus aizvieto ar spēkiem! Projicē 2. Ņūtona likumu uz xasi! F1 = m1a Fv+Fs+m1g+Fr1= m1a Fv-Fs+0+0= m1a F2 = m2a Fs+Fr2+m2g = m2a Fs+0+0 = m2a Fv-Fs+Fs=m1a+m2a vai Fv=a(m1+m2) un a = Fv m1+m2 2 a= + Saskaiti vienādojumus ! 40 = 4m/s2 4+6 c) Aprēķini, cik liels ir auklas sastiepuma spēks! Ievieto a=4m/s2 vienādojumā 2 Fs=m2a Fs=6∙4 = 24N A.Šablovskis 23 Uz horizontālas virsmas atrodas ar auklu saistīti divi ķermeņi, kuru masas ir m1= 2kg un m2=8kg. Uz lielāko ķermeni paralēli virsmai darbojas vilcējspēks Fv= 80 N.Berzes koeficients starp ķermeņiem un virsmu ir 0,4. a) Uzzīmē zīmējumu un attēlo visus spēkus, kas darbojas uz ķermeņiem! Uzraksti dotos lielumus! Fr1 Fb- berzes spēks Fb1 Fr2 Fs Fb2 Fs Fv a Dots : m1 = 2kg m2 = 8kg Fv = 80N μ = 0,4 x m1g m2g a-? Fs-? b) Aprēķini ar cik lielu paātrinājumu pārvietojas ķermeņi! Uzraksti 2. Ņūtona likumu katram ķermenim! F2 = m2a F1 = m1a Fv+Fs+m2g+Fr2+Fb2= m2a Fs+Fb1+Fr1+m1g = m1a Fv-Fb2-Fb1=m2a+m1a Projicē 2. Ņūtona likumu uz xasi! Kopspēkus aizvieto ar spēkiem! vai Aprēķini berzes spēkus uz abiem ķermeņiem! Fb1=μm1g ; Fb1=0,4∙2∙10 =8N Fb2=μm2g ; Fb2=0,4∙8∙10 =32N Fv-Fs+0+0-Fb2= m2a Fs-Fb1+0+0 = m1a Fv-Fb2-Fb1=a(m2+m1) Izskaitļo a! + Sakaiti! Fv-Fb2-Fb1 a= m +m 1 2 80-32-8 = 4m/s2 a= 2+8 Risinājuma turpinājums nākošajā slaidā! A.Šablovskis 24 Risinājuma turpinājums : Fr1 Fr2 Fs Fb1 Fb2 Fs Fv Dots : m1 = 2kg m2 = 8kg Fv = 80N μ = 0,4 a x m1g a-? Fs-? m2g Aprēķinos ieguvām : a= 4 m/s2, Fb1= 8N, Fb2= 32N . Pārrakstām no iepriekšējā slaida otro Ņūtona likumu ar spēku projekcijām. Fv- Fs- Fb2= m2a Fs- Fb1 = m1a 1 c) Aprēķini, cik liels ir auklas sastiepuma spēks! Fs rēķini no jebkura vienādojuma Fs- Fb1 = m1a ; 1 Fs = Fb1+ m1a ; , tajā ievietojot aprēķinātos a, Fb . Fs = 8 + 2∙4 = 16 N ; A.Šablovskis 25 Pa slīpu virsmu, kas ar horizontu veido leņķi α=60º, uz leju slīd ķermenis, kura masa 10 kg. Slīdes berzes koeficients ir 0,2. a) Uzzīmē zīmējumu. Iezīmē un uzraksti visus spēkus, kas darbojas uz ķermeni. Iezīmē x un y asis, parādi paātrinājuma virzienu! b) Uzzīmē smaguma spēka projekcijas uz x un y asīm mgx un mgy ! c) Aprēķini smaguma spēka projekcijas mgx un mgy ! d) Aprēķini balsta reakcijas spēku! e) Aprēķini berzes spēku spēku! e) Aprēķini paātrinājumu ar kādu kustēsies ķermenis ! A.Šablovskis 26 Pa slīpu virsmu, kas ar horizontu veido leņķi α=60º, uz leju slīd ķermenis, kura masa 10 kg. Slīdes berzes koeficients ir 0,2. a) Uzzīmē zīmējumu. Iezīmē un uzraksti visus spēkus, kas darbojas uz ķermeni. Iezīmē x un y asis, parādi paātrinājuma virzienu! y a Fr mgx Fb mg - smaguma spēks mgy Fb- berzes spēks mg x Fr- balsta reakcijas spēks a - paātrinājums α b) Uzzīmē smaguma spēka projekcijas uz x un y asīm mgx un mgy ! mgx– smaguma spēka projekcija uz x asi mgy –smaguma spēka projekcija uz y asi Risinājuma turpinājums nākošajā slaidā! A.Šablovskis 27 Pa slīpu virsmu, kas ar horizontu veido leņķi α=60º, uz leju slīd ķermenis, kura masa 10 kg. Slīdes berzes koeficients ir 0,2. y c) Aprēķini smaguma spēka projekcijas mgx un mgy ! Fb Fr Atceries! No taisnleņķa trījstūra izsaki mgx ! mgx a mgy pretkatete mg α x = sinα hipotenūza mgx α pretkatete hipotenūza mgx = sinα mg mg α mgx= mg sinα mgx= 10∙10 sin60º=100∙0,87= 87N No taisnleņķa trījstūra izsaki mgy ! piekatete hipotenūza = cosα hipotenūza piekatete α mg mgy mgy = mg cosα mgy = cosα mg mgy = 10∙10 cos60º=100∙0,5 = 50N Risinājuma turpinājums nākošajā slaidā! Arī šis ir mgy ! A.Šablovskis 28 Pa slīpu virsmu, kas ar horizontu veido leņķi α=60º, uz leju slīd ķermenis, kura masa 10 kg. Slīdes berzes koeficients ir 0,2. Izrēķinājām: y a Fr mgx mgy= 50N d) Aprēķini balsta reakcijas spēku! mgy α x Fb mgx= 87N Zīmējumā saskati ar ko vienāds Fr ! mg α Fr= mgy / Pēc trešā Ņūtona likuma / Fr= 50N e) Aprēķini berzes spēku! Uzraksti berzes spēka formulu un aprēķini! Fb= μ Fr Fb= 0,2∙50 = 10N e) Aprēķini paātrinājumu ar kādu kustēsies ķermenis ! Aprēķini rezultējošo spēku, kurš pārvieto ķermeni uz leju pa x asi ! F = mgx- Fb F = 87- 10 = 77N Uzraksti 2. Ņūtona likumu un aprēķini paātrinājumu ! F = ma F a= m a= 77 = 7,7m/s2 10A.Šablovskis 29 Pa slīpu virsmu, kas ar horizontu veido leņķi α = 30º, uz leju slīd krava, kuras masa 20kg. Berzes koeficients starp kravu un virsmu ir 0,1. a) Aprēķini smaguma spēka projekcijas uz x un y asīm! b) Aprēķini berzes spēku! c) Aprēķini paātrinājumu ar kādu kustas krava! d) Aprēķini 2 sekundēs veikto pārvietojumu! A.Šablovskis 30 Pa slīpu virsmu, kas ar horizontu veido leņķi α = 30º, uz leju slīd krava, kuras masa 20kg. Berzes koeficients starp kravu un virsmu ir 0,1. a) Aprēķini smaguma spēka projekcijas uz x un y asīm! Fr Fb Iezīmē spēkus, paātrinājumu, asis, smaguma spēka projekcijas uz asīm mg x un mgy ! mgx mgy a Uzraksti dotos lielumus! α mg mgx = sinα mg α No taisnleņķa trījstūra izsaki mgx ! mgx= mg sinα Dots : α = 30º m = 20kg μ = 0,1 mgx-? mgy-? mgx= 20∙10 sin30º=200∙0,5= 100N No taisnleņķa trījstūra izsaki mgy ! mgy = cosα mg mgy = mg cosα mgy = 20∙10 cos30º=200∙0,87 = 174N A.Šablovskis 31 Pa slīpu virsmu, kas ar horizontu veido leņķi α = 30º, uz leju slīd krava, kuras masa 20kg. Berzes koeficients starp kravu un virsmu ir 0,1. Fr Fb b) Aprēķini berzes spēku! mgx mgy a Fb=μFr α mg Dots : α = 30º m = 20kg μ = 0,1 Fb-? α Berzes spēks ir vienāds ar smaguma spēku projekciju uz y asi! mgx= 100N mgy = 174N Fr =mgy= 174N Fb= 0,1∙174 = 17,4N A.Šablovskis 32 2.uzdevums Pa slīpu virsmu, kas ar horizontu veido leņķi α = 30º, uz leju slīd krava, kuras masa 20kg. Berzes koeficients starp kravu un virsmu ir 0,1. c) Aprēķini paātrinājumu ar kādu kustas krava! Fr Fb F = ma Kopspēks pa x asi ir mgx-Fb tāpēc mgx mgy mgx - Fb = ma a α mg Aprēķinātie lielumi : α mgx- Fb m Dots : α = 30º m = 20kg μ = 0,1 a-? s-? 100 -17,4 = 4,13m/s2 20 d) Aprēķini 2 sekundēs veikto pārvietojumu! a= a= mgx= 100N mgy = 174N Fb= 17,4N 1) v = vo+ at 2 at 2) s = vot + 2 3) v 2- vo2 = 2as at2 s = vot + 2 Tā kā vo=0 tad at2 s= 2 4,13∙22 = 8,26m s= 2 A.Šablovskis 33 Pa slīpu virsmu, kas ar horizontu veido leņķi α = 30º, uz leju slīd krava, kuras masa 20kg. Berzes koeficients starp kravu un virsmu ir 0,1. c) Aprēķini paātrinājumu ar kādu kustas krava! Fr Fb Uzraksti 2. Ņūtona likumu mgx mgy F = ma a α mg Kopspēka vietā ievieto spēku vektoriālo summu! α mgy = 174N Fb= 17,4N a-? s-? Fr+ Fb+mg = ma Aprēķinātie lielumi : mgx= 100N Dots : α = 30º m = 20kg μ = 0,1 Projicē vienādojumu ( spēkus un paātrinājumu) uz xun y asīm! 0 - Fb+mgx = ma Fr+ 0 - mgy = 0 x y vai No vienādojuma 2 izsaki Fr ! No vienādojuma 1 izsaki a un aprēķini ! a= -Fb+mgx m -Fb+mgx = ma 1 Fr - mgy = 0 2 Fr = mgy a= Fr = 174N -17,4 +100 = 4,13m/s2 20 A.Šablovskis 34 1) UZDEVUMS +++ Pa slīpo plakni, kuras garums 5m un augstums 3m vienmērīgi velk augšup 100kg smagu kravu. Aprēķināt vilcējspēku, ja berzes koeficients μ= 0,25. Atrisinājumu iesniegt skolotājam ! A.Šablovskis 35 2) UZDEVUMS +++ Kamaniņas 2 sekundēs nobrauc no kalna, kura garums 10m. Noteikt kalna nogāzes slīpuma leņķi. Berzi neievērot. Atrisinājumu iesniegt skolotājam ! A.Šablovskis 36 3) UZDEVUMS +++ Pa slīpo plāksni, kuras augstums 40m un garums 50m, vienmērīgi paātrināti bez sākuma ātruma uz augšu tiek vilkts ķermenis, kura masa 80 kg. Vilcējspēks ir 936 N, berzes koeficients, ķermenim slīdot pa plāksni, ir 0,2. Aprēķināt berzes spēku , ķermeņa paātrinājumu un ātrumu pēc 3 sekundēm kopš kustības sākuma. Atrisinājumu iesniegt skolotājam ! A.Šablovskis 37 Liepājas 1. ģimnāzijas fizikas sk. A.Šablovskis . A.Šablovskis 38