روش حل مسائل دینامیک با استفاده از قوانین حرکت نیوتون

روش حل مسائل دینامیک با استفاده از قوانین حرکت نیوتون :

۱) با مشخص کردن جسم مورد نظر شکل ساده ای از آن را رسم می کنیم .
۲) نیروهای وارد بر جسم از طرف اجسام دیگر را مشخص می کنیم .(در کتاب سال دوم فقط نیروهای در راستای افقی و قائم )
۳) در صورت لزوم نیروهایی مانند وزن ، اصطکاک ، کشسانی فنر و … را محاسبه می کنیم .
۴) قانون دوم نیوتون را ابتدا برای راستای قائم و سپس برای راستای افقی می نویسیم . یعنی

توجه داشته باشید در مسئله هایی از دینامیک که حرکت در راستای افقی هست و از نیروی اصطکاک صرف نظر شده است ، نیازی به نوشتن قانون دوم نیوتون در راستای y نیست .
مثال : جسمی به جرم ۲ کیلوگرم روی سطح افقی با ضریب اصطکاک جنبشی ۰٫۲ قرار دارد . اگر نیروی افقی F=10N مطابق شکل به آن وارد شود ، شتاب حرکت را حساب کنید .

حل مثال :

تمرین های زیر را ابتدا خودتان حل کنید و سپس حل خود را با پاسخ های صحیح که لینک دانلود آن در زیر آمده است ، مقایسه کنید .

تمرین ۱) چهار نیروی ۷ و ۱۰ و ۱۲ و ۱۴ نیوتونی بر جسمی به جرم دو کیلوگرم اثر می کنند و آن را در حالت تعادل نگه می دارند . اگر نیروی ۷ نیوتونی حذف شود ، شتاب حرکت جسم را حساب کنید .

تمرین ۲) جسمی را با سرعت ۱۸ متر بر ثانیه بر روی یک سطح افقی پرتاب می کنیم . اگر این جسم بعد از گذشت ۶ ثانیه متوقف شود ، ضریب اصطکاک جنبشی بین جسم و سطح را حساب کنید .

تمرین ۳) مطابق شکل مقابل نیروی F=15N به جسم ساکنی به جرم ۲ کیلوگرم وارد می شود . اگر ضریب اصطکاک جنبشی و ایستایی بین جسم و سطح به ترتیب ۰٫۶ و ۰٫۸ باشد ، اندازه ی نیرویی که سطح به جسم وارد می کند ، چند نیوتون است ؟

تمرین ۴) دو جسم به جرم های ۳ و ۵ کیلوگرمی بر روی سطح افقی بدون اصطکاکی قرار دارند . نیروی افقی F=40N مانند شکل به جسم m1 وارد می شود . و دو جسم را به حرکت در می آورد . شتاب حرکت و نیرویی که جسم m1 به m2 وارد می کند را حساب کنید .

تمرین ۵) تمرین ۴ را با فرض اینکه ضریب اصطکاک جنبشی بین دو جسم و سطح زمین ۰٫۳ باشد ، حل کنید .

تمرین ۶) در شکل زیر جرم جسم ۳ کیلوگرم و اندازه ی هر یک از نیروها ۱۰ نیوتون است و جسم در آستانه ی حرکت است . ضریب اصطکاک ایستایی بین جسم و سطح را حساب کنید .