دینامیکفیزیک پیش دانشگاهی

بررسی حرکت جسم های پشت سر هم

بررسی و محاسبه شتاب و نیروی تماسی بین جسم های پشت سر هم

بررسی حرکت جسم های پشت سر هم :

ph4 s2 ajsam poshteham 00 بررسی حرکت جسم های پشت سر هم

دو جسم به جرم های m1 و m2 مطابق شکل زیر روی سطح افقی قرار دارند. اگر نیروی F به جسم m1 وارد شود و با فرض اینکه ضریب اصطکاک جنبشی برای دو جسم با سطح افقی یکسان و برابر µk باشد، می خواهیم شتاب حرکت دو جسم و نیروی تماسی بین دو جسم را بدست آوریم.

ph4 s2 ajsam poshteham 01 بررسی حرکت جسم های پشت سر همابتدا نیروهای وارد بر هر یک از اجسام را به صورت جداگانه در شکل زیر مشخص می کنیم.

ph4 s2 ajsam poshteham 02 بررسی حرکت جسم های پشت سر همطبق قانون سوم نیوتون، اندازه نیروی تماسی که جسم  m1 به جسم  m2  وارد می کند برابر است با اندازه نیروی تماسی که جسم  m2 به جسم  m1 وارد می کند. یعنی داریم :

ph4 s2 ajsam poshteham 03 بررسی حرکت جسم های پشت سر همابتدا قانون دوم نیوتون را برای دو جسم در راستای قائم می نویسیم تا با محاسبه N1 و N2 بتوانیم نیروهای اصطکاک وارد بر دو جسم را حساب کنیم. جسم در راستای قائم حرکتی نمیکند. بنابراین شتاب در راستای قائم صفر است و داریم:

ph4 s2 ajsam poshteham 04 بررسی حرکت جسم های پشت سر همنیروهای اصطکاک وارد بر دو جسم با استفاده از رابطه نیروی اصطکاک جنبشی به صورت زیر محاسبه می شود:

ph4 s2 ajsam poshteham 05 بررسی حرکت جسم های پشت سر همچون شتاب حرکت برای دو جسم یکسان است، قانون دوم نیوتون را برای مجموعه دو جسم در راستای افقی می نویسیم:

ph4 s2 ajsam poshteham 06 بررسی حرکت جسم های پشت سر همشتاب حرکت دو جسم از رابطه زیر بدست می آید:

ph4 s2 ajsam poshteham 07 بررسی حرکت جسم های پشت سر همبرای بدست آوردن نیروی تماسی بین دو جسم قانون دوم نیوتون را برای جسم  m2 در راستای افقی می نویسیم:

ph4 s2 ajsam poshteham 08 بررسی حرکت جسم های پشت سر همبا قرار دادن رابطه ۱ در رابطه فوق خواهیم داشت:

ph4 s2 ajsam poshteham 09 بررسی حرکت جسم های پشت سر همکه این رابطه را به شکل زیر می توان نوشت:

ph4 s2 ajsam poshteham 10 بررسی حرکت جسم های پشت سر هممشاهده می کنیم که نیروی تماسی بین دو جسم به ضریب اصطکاک بین اجسام و سطح افقی وابسته نیست.

در صورتی که از اصطکاک بین جسم و سطح چشم پوشی کنیم، شتاب حرکت دو جسم و نیروی تماسی بین دو جسم از روابط زیر بدست می آید:

ph4 s2 ajsam poshteham 11 بررسی حرکت جسم های پشت سر هماگر تعداد اجسام را تعمیم دهیم نیز می توان براحتی اثبات کرد که روابط زیر بر قرار است:

ph4 s2 ajsam poshteham 12 بررسی حرکت جسم های پشت سر همدر بررسی حرکت جسم های پشت سر هم ، اگر اجسام روی سطح شیبدار با زاویه α نسبت به افق هم قرار گیرند، روابط ۵ برقرار هستند.

در بررسی حرکت جسم های پشت سر هم ، اگر اجسام به جای تماس، توسط نخ های سبک به هم متصل شده باشند و توسط نیروی F کشیده شوند، باز هم روابط ۵ برقرار هستند و فقط جای N ، T نیروی کشش نخ بین هر دو جسم را قرار می دهیم.

 

تمرین ۱: اگر  µk=0.2  باشد،  نیرویی که از ۱M به ۲M وارد می‌شود چند نیوتون است؟

ph4 s2 ajsam poshteham 13 بررسی حرکت جسم های پشت سر همتمرین ۲: اگر µk=0.25 برای هر جسم باشد، NAB و NBC چند نیوتون است؟

ph4 s2 ajsam poshteham 14 بررسی حرکت جسم های پشت سر همتمرین ۳: مطابق شکل زیر نیروی F  به جرم m1  وارد می‌شود و مجموعه با شتاب ثابت شروع به حرکت می‌کند. ضریب اصطکاک جنبشی هر یک از دو جسم با سطح افقی برابر µk است. اگر در همین حالت که نیروی F وارد می‌شود، ضریب اصطکاک جنبشی هر یک از دو جسم با سطح نصف شود، نیرویی که دو جسم به هم وارد می‌کنند، چند برابر می‌شود؟

ph4 s2 ajsam poshteham 15 بررسی حرکت جسم های پشت سر همتمرین ۴: در شکل زیر، نیروی افقی F ، سیستم را از حال سکون به حرکت در می آورد. نیرویی که در این حالت وزنه های m و ۲m به هم وارد می کنند، F’ و نیرویی که وزنه های ۲m و ۳m به هم وارد می کنند، F’’ است. چه رابطه ای بین F و F’ و F’’ برقرار است؟

ph4 s2 ajsam poshteham 16 بررسی حرکت جسم های پشت سر همتمرین ۵: در شکل مقابل، سطح بدون اصطکاک است و نیروی F ، دستگاه را از حال سکون به حرکت در می آورد. در این وضعیت چه رابطه ای بین F و T1 و T2 برقرار است؟

ph4 s2 ajsam poshteham 17 بررسی حرکت جسم های پشت سر همتمرین ۶: در دستگاه شکل روبرو، ضریب اصطکاک جنبشی هر سه جسم با سطح افقی برابر µk=0.5  است. اگر اندازه اختلاف نیرویی که جسم m2 به جسم m3 و جسم m1 به m2 وارد می کند، برابر ۲۱N باشد، شتاب حرکت مجموعه چند واحد SI است؟ (g=10n/kg)

ph4 s2 ajsam poshteham 18 بررسی حرکت جسم های پشت سر هم

حل تمرین های ببررسی حرکت جسم های پشت سر هم :

برچسب ها

کبیری

مصطفی کبیری کناری متولد سال ۱۳۶۷ در شهرستان فریدونکنار (استان مازندران) ، دبیر فیزیک دبیرستان های شهرستان کلاردشت با سوابق تحصیلی کارشناسی رشته دبیری فیزیک در دانشگاه مازندران و کارشناسی ارشد فیزیک حالت جامد در دانشگاه تربیت مدرس تهران هستم . هدف از ایجاد این سایت برای من ، ایجاد یک محیطی آموزشی کارآمد است که در آن دانش آموزان بتوانند فیزیک را به صورت پایه ای و مفهومی بیاموزند .

مطالب مشابه

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

همچنین ببینید

بستن
بستن