Q21

Calculeu:

a) Un cos experimenta una acceleració de 3 m·s-2 quan sobre ell actua una força F. Quina és la seva acceleració si la força es duplica?

Apliquem la segona llei de newton:

F equals m times a

Si l'acceleració és de 3 m·s-2 tenim:

F equals m times 3

podem dir que la massa del cos és:

m equals space F over 3

Si ara tenim el mateix cos i fem una força que sigui el doble tenim:

2 times F equals m times a

Si substituïm per l'expressió de la massa trobada anteriorment:

2 times F equals F over 3 times a

2 times up diagonal strike F equals fraction numerator up diagonal strike F over denominator 3 end fraction times a

box enclose a space equals space 6 space m times s to the power of negative 2 end exponent end enclose

És a dir, si la força és el doble l'acceleració serà el doble.

b) Un segon cos experimenta una acceleració de 9 m·s-2 sota la influència de la força F. Quina relació existeix entre les masses dels dos cossos?

Les equacions pels 2 cossos serien:

F equals m subscript 1 times 3
F equals m subscript 2 times 9

Si igualem les forces aquestes dues equacions:

m subscript 1 times 3 space equals space m subscript 2 times 9

box enclose fraction numerator m subscript 1 over denominator space m subscript 2 end fraction space equals 3 end enclose

La primera massa és 3 vegades més gran que la segona massa.

c) Si els dos cossos s'uneixen, quina acceleració produirà la força ?

Si els dos cossos s'uneixen tenim:

F equals left parenthesis m subscript 1 plus m subscript 2 right parenthesis times a

F equals left parenthesis 3 times m subscript 2 plus m subscript 2 right parenthesis times a

F equals 4 times m subscript 2 times a

Tenint en compte que en l'apart b):

F equals m subscript 2 times 9

Igualant forces tenim:

4 times m subscript 2 times a space equals m subscript 2 times 9

4 times down diagonal strike m subscript 2 end strike times a space equals down diagonal strike m subscript 2 end strike times 9

a space equals 9 over 4

box enclose a space equals 2 comma 25 space m times s to the power of negative 2 end exponent end enclose