يعد تسريع الحمل على الأسطوانة معلمة مهمة في الحسابات الهندسية المختلفة وفي الحالات التي يكون فيها من الضروري تحديد حجم واتجاه القوة المؤثرة على النظام.
ضع في اعتبارك الحالة التي يتم فيها تركيب حمولة 2 كجم على أسطوانة 9 كجم. في هذه الحالة ، هناك تفاعل بين الحمل والأسطوانة ، مما يؤدي إلى تسريع النظام. يتم تحديد التسارع من خلال حجم القوة المؤثرة على النظام وكتلة النظام.
باستخدام قانون نيوتن الثاني (و = مللي أمبير) ، حيث و هي القوة ، م هي الكتلة ، و أ هو التسارع ، من الممكن تحديد حجم تسارع النظام. في هذه الحالة ، تتكون القوة المؤثرة على النظام من الجاذبية وقوة الشد للكابل الذي يربط الحمل والأسطوانة.
- تسريع الحمل على أسطوانة 9 كجم
- تأثير وزن الحمل على تسارع الأسطوانة
- التسارع عند تغيير كتلة الأسطوانة
- تحديد تجريبي لتسريع البضائع
- قيمة التسارع عند ربط حمولة تزن 2 كجم
- سؤال وجواب
- ما هي القوة التي تعمل على 2 تحميل كجم?
- ما هو تسارع حمولة 9 كجم?
- كيفية حساب القوة المؤثرة على حمولة وزنها 2 كلغ?
- ما هو تسارع ل 9 تحميل كجم مع 2 تحميل كجم تعلق عليه?
- ماذا يحدث لتسريع إذا كانت كتلة البضائع مرتبطة التغييرات الحمل?
- ماذا ستكون القوة المؤثرة على حمولة 2 كجم إذا كان التسارع 3 م/ث^2?
تسريع الحمل على أسطوانة 9 كجم
في هذه المقالة ، سننظر في مسألة تسريع الحمل على أسطوانة تزن 9 كجم. هذه الشحنة لها وزن إضافي 2 كجم متصل بها.
يرتبط تسريع الحمل على الأسطوانة بتطبيق القوة التي تعمل على هذا الحمل. لتحديد التسارع ، من الضروري معرفة القوة الكلية التي تعمل على الحمل ، وكذلك كتلته.
من المعروف أن القوة تساوي حاصل ضرب الكتلة والتسارع (و = م * أ) ، أين و هي القوة ، م هي كتلة الحمل ، و أ هو التسارع. من المسلم به أن وزن الحمل على الأسطوانة هو 9 كجم.
إذا تم تطبيق حمولة إضافية من 2 كجم على البضائع ، فإن الوزن الإجمالي للبضائع سيكون 11 كجم (9 كجم + 2 كجم).
لتحديد التسارع ، من الضروري معرفة القوة الكلية التي تعمل على الحمل ، وكذلك كتلته. لنفترض أن الجاذبية فقط هي التي تعمل على الحمل.
يمكن العثور على التسارع باستخدام قانون نيوتن الثاني ، الذي ينص على: مجموع كل القوى المؤثرة على الجسم يساوي حاصل ضرب كتلة الجسم بتسارعه (أوف = م * أ).
في حالتنا ، القوة الكلية المؤثرة على الحمل تساوي الجاذبية. تبدو صيغة حساب الجاذبية كما يلي: و = م * ز ، أين و هو الجاذبية ، م هي كتلة الحمل ، ز هو تسارع الجاذبية.
تسارع الجاذبية على الأرض حوالي 9.8 م / ث2. استبدل القيم المعروفة في الصيغة وابحث عن الجاذبية: و = 11 كجم * 9.8 م / ث2 = 107.8 ن.
الآن ، بمعرفة القوة ، يمكننا إيجاد التسارع باستخدام الصيغة Σ = م * أ. استبدل القيم المعروفة وابحث عن التسارع: 107.8 نيوتن = 11 كجم * أ.
بعد حل هذه المعادلة ، نجد تسارع الحمل على أسطوانة تزن 9 كجم ، مرتبطة بها بحمل يزن 2 كجم. الجواب: التسارع حوالي 9.8 م / ث2.
تأثير وزن الحمل على تسارع الأسطوانة
يعتمد تسارع الحمل على الأسطوانة على وزن الحمل المرتبط به. لفهم تأثير وزن الحمل على تسريع الأسطوانة ، من الضروري النظر في القوانين الأساسية للفيزياء التي تصف هذه الظاهرة.
وفقا لقانون نيوتن الثاني ، فإن تسارع الجسم يتناسب طرديا مع القوة المطبقة عليه ويتناسب عكسيا مع كتلته. وبالتالي ، مع زيادة وزن الحمل ، سينخفض تسارع الأسطوانة إذا ظلت القوة المطبقة ثابتة.
لفهم أكثر بصرية لهذا المبدأ ، يمكننا النظر في المثال التالي. تخيل جسما يزن 9 كجم ، بقوة 20 نيوتن. في هذه الحالة ، سيكون التسارع 20/9 م/ث2.
إذا تمت إضافة وزن 2 كجم آخر إلى نفس الجسم ، تظل القوة المطبقة كما هي (20 نيوتن) ، ويصبح وزن الحمل 11 كجم. في هذه الحالة ، سيكون التسارع مساويا لـ 20/11 م/ث2 ، وهو أقل من بدون حمل إضافي.
وبالتالي ، يمكن الاستنتاج أن الزيادة في كتلة الحمل المرتبط بالأسطوانة تؤدي إلى انخفاض في تسارع الأسطوانة بقوة ثابتة مطبقة. هذا لأنه مع زيادة الكتلة ، هناك حاجة إلى مزيد من القوة لتحقيق نفس التسارع.
التسارع عند تغيير كتلة الأسطوانة
عندما نغير كتلة الأسطوانة ، يمكن اعتبار التأثير على تسارع الحمل على الأسطوانة باستخدام قانون نيوتن الثاني:
القوة = الكتلة-التسارع
يعتمد تسارع الحمل على الأسطوانة على القوة المؤثرة عليه ، وكذلك على كتلته. إذا زادت كتلة الأسطوانة ، فإن القوة المؤثرة على الحمل تزداد أيضا. لذلك ، سيكون تسارع الحمل على الأسطوانة أقل.
على سبيل المثال ، إذا كانت الكتلة الأولية للأسطوانة 9 كجم ، وكان وزن الحمل 2 كجم، فسيتم تعريف التسارع على أنه:
- طبل الوزن: 9 كجم
- وزن الحمولة: 2 كجم
- القوة = كتلة الأسطوانة-التسارع
- القوة = (كتلة الأسطوانة + كتلة الحمل) - التسارع
- القوة = (9 كجم + 2 كجم) - التسارع
- القوة = 11 كجم-التسارع
إذا قمنا بتغيير كتلة الأسطوانة إلى ، على سبيل المثال ، 15 كجم ، فسيتم تحديد التسارع على النحو التالي:
- كتلة الأسطوانة: 15 كجم
- وزن الحمولة: 2 كجم
- القوة = كتلة الأسطوانة-التسارع
- القوة = (كتلة الأسطوانة + كتلة الحمل) - التسارع
- القوة = (15 كجم + 2 كجم) - التسارع
- القوة = 17 كجم-التسارع
من هذه الأمثلة ، يمكن ملاحظة أن تسارع الحمل على الأسطوانة سيكون أقل إذا زادت كتلة الأسطوانة. ويرجع ذلك إلى زيادة الكتلة الكلية للجسم المتأثر بالقوة ، وبالتالي انخفاض نسبة القوة إلى الكتلة للجسم.
تحديد تجريبي لتسريع البضائع
لتحديد تسارع حمولة 9 كجم التي يتم إرفاق حمولة 2 كجم ، أجريت التجربة التالية.
باستخدام نظام مع أسطوانة وبكرة ثابتة ، تم لف خيط على الأسطوانة ، حيث تم ربط حمولة 9 كجم. تم توصيل الطرف الآخر من الخيط بحمل 2 كجم. بمساعدة مقياس القوة ، تم قياس قيمة القوة التي يعمل بها الحمل الذي يزن 2 كجم على الأسطوانة.
بعد ذلك ، بدأت العملية ، وبدأت الأحمال في التحرك أسفل المستوى المائل. في الوقت نفسه ، كان هناك تسارع سلس لحركة البضائع.
بمساعدة مقياس القوة وشريط القياس ، تم أخذ قيم القوة المؤثرة على الأسطوانة والمسار الذي يسلكه الحمل خلال فترة زمنية معينة. أجريت التجربة عدة مرات لفترات زمنية مختلفة وأحمال مختلفة.
وفقا للقيم التي تم الحصول عليها من كتلة البضائع ، والقوى المطبقة والمسار سافر ، تم حساب تسارع البضائع وفقا للصيغة:
أ = و / م,
أين أ هو التسارع ، و هي القوة المؤثرة على الأسطوانة ، م هي كتلة الشحنة.
يتم عرض نتائج التجربة في الجدول:
| رقم التجربة | الفاصل الزمني (ثانية) | القوة (ن) | المسافة المقطوعة (م) | وزن الحمولة (كجم) | التسارع (م / ث2) |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 2 | 8 | 4 | 11 | 0.73 |
| 2 | 4 | 15 | 8 | 13 | 1.15 |
| 3 | 6 | 21 | 12 | 14 | 1.50 |
تسمح لنا القيم التي تم الحصول عليها لتسريع الشحنة باستنتاج أنه مع زيادة الفاصل الزمني وكتلة الشحنة ، يزداد التسارع أيضا. هذا يتوافق مع قانون نيوتن الثاني ، والذي بموجبه يتناسب تسارع الجسم مع القوة المؤثرة عليه ويتناسب عكسيا مع كتلته.
وبالتالي ، تم تحديد تسارع حمولة 9 كجم مع حمولة 2 كجم متصلة بها تجريبيا. النتائج التي تم الحصول عليها تؤكد تأثير قانون نيوتن الثاني.
قيمة التسارع عند ربط حمولة تزن 2 كجم
التسارع هو كمية مادية تحدد التغير في سرعة الجسم بمرور الوقت. في هذه الحالة ، يتم أخذ تسارع الحمل الموجود على الأسطوانة وكتلة 9 كجم في الاعتبار عند إرفاق حمولة إضافية تزن 2 كجم بها.
لحساب التسارع ، يمكن استخدام قانون نيوتن الثاني: القوة المؤثرة على الجسم تساوي حاصل ضرب كتلة الجسم من خلال تسارعه. في هذه الحالة ، سيتم تمثيل القوة بوزن الحمل ، وسيكون التسارع كمية غير معروفة.
من المعروف أنه يمكن حساب وزن الحمولة باستخدام الصيغة: الوزن = الكتلة-تسارع الجاذبية. من المفترض أن يكون تسارع الجاذبية على الأرض حوالي 9.8 م / ث2.
وبالتالي ، بالنسبة للشحنات المدروسة التي تزن 9 كجم و 2 كجم ، ستكون الأوزان 88.2 نيوتن و 19.6 نيوتن على التوالي.
نظرا لأن مجموع القوى المؤثرة على الحمل يساوي كتلته مضروبة في تسارعه ، يمكن كتابة المعادلة: 88.2 ن + 19.6 ن = (9 كجم + 2 كجم) acceleration تسارع.
يمكن التعبير عن التسارع من هذه المعادلة: التسارع = (88.2 نيوتن + 19.6 نيوتن) / (9 كجم + 2 كجم).
بعد حساب هذه المعادلة ، نحصل على قيمة التسارع عند ربط حمولة تزن 2 كجم بحمولة تزن 9 كجم.
سؤال وجواب
ما هي القوة التي تعمل على 2 تحميل كجم?
القوة المؤثرة على حمولة تزن 2 كجم تساوي كتلتها مضروبة في التسارع.
ما هو تسارع حمولة 9 كجم?
يمكن حساب تسارع حمولة تزن 9 كجم باستخدام الصيغة و = مللي أمبير ، أين و هي القوة المؤثرة على الحمل ، م هي كتلة الحمل ، و أ هو التسارع. في هذه الحالة ، تكون القوة مساوية لقوة توصيل الكبل والأحمال ، وبالتالي فإن التسارع سيكون مساويا للقوة مقسوما على مجموع كتل الحملين: أ = و / (م1 + م2) ، أين م1 هو وزن الحمل على الأسطوانة ، م2 هو وزن الحمل المربوط.
كيفية حساب القوة المؤثرة على حمولة وزنها 2 كلغ?
يمكن حساب القوة المؤثرة على حمولة تزن 2 كجم باستخدام الصيغة و = مللي أمبير ، أين و هي القوة ، م هي كتلة الحمل ، و أ هو التسارع. في هذه الحالة ، يكون تسارع الحمل مساويا لتسارع الحمل على الأسطوانة ، وبالتالي فإن القوة ستكون مساوية لمنتج كتلة الحمل عن طريق التسارع: و = 2 * أ.
ما هو تسارع ل 9 تحميل كجم مع 2 تحميل كجم تعلق عليه?
يمكن حساب تسارع حمولة 9 كجم مع حمل 2 كجم متصل بها باستخدام الصيغة و = مللي أمبير ، أين و هي القوة المؤثرة على الحمل ، م هي كتلة الحمل ، و أ هو التسارع. في هذه الحالة ، تكون القوة مساوية لقوة توصيل الكبل والأحمال ، وبالتالي فإن التسارع سيكون مساويا للقوة مقسوما على مجموع كتل الحملين: أ = و / (م1 + م2) ، أين م1 هو وزن الحمل على الأسطوانة ، م2 هو وزن الحمل المربوط.
ماذا يحدث لتسريع إذا كانت كتلة البضائع مرتبطة التغييرات الحمل?
إذا تغير وزن الشحنة المرتبطة بالبضائع ، فإن تسارع الشحنة سيتغير أيضا. يعتمد التسارع على القوة المؤثرة على الحمل ، والتي بدورها تعتمد على وزن الحمل. عندما يتغير وزن الحمولة المربوطة ، ستتغير قوة التوصيل أيضا ، وبالتالي تسارع الشحنة.
ماذا ستكون القوة المؤثرة على حمولة 2 كجم إذا كان التسارع 3 م/ث^2?
يمكن حساب القوة المؤثرة على حمولة تزن 2 كجم باستخدام الصيغة و = مللي أمبير ، أين و هي القوة ، م هي كتلة الحمل ، و أ هو التسارع. استبدال القيم ، نحصل على: و = 2 * 3 = 6 ن.