5.NewtonsLawsApplications摘要5.牛顿定律的应用-ckw.pptVIP

Short Version : 5. Newtons Laws Applications 短版： 5. 牛頓定律的應用 Example 5.3. Restraining a Ski Racer 頂住一個滑雪選手 A starting gate acts horizontally to restrain a 60 kg ski racer on a frictionless 30? slope. 在一無摩擦，傾角 30 ? 的斜坡上，一起賽閘從水平的方向頂住一個 60kg 的滑雪選手。 What horizontal force does the gate apply to the skier? 閘在水平方向施於選手的力為何? since ? x y ? Fg n Fh ? x : y : Alternative Approach 另一作法 x y ? Fg n Fh ? Net force along slope (x-direction) : 沿斜坡 (x-方向) 的淨力 5.2. Multiple Objects 多個物體 Example 5.4. Rescuing a Climber 拯救一個爬山人 A 70 kg climber dangles over the edge of a frictionless ice cliff. 一個 70 kg 爬山人吊在一片無摩擦的冰崖下 He’s roped to a 940 kg rock 51 m from the edge. 他的繩索縛在一塊 940 kg，離崖邊 51 m 的石頭上。 What’s his acceleration? 他的加速度為何? How much time does he have before the rock goes over the edge? 在石頭掉下冰崖之前，他還有多少時間？ Neglect mass of the rope. 忽略繩索的質量。 ? ? ? Tension 張力 整條都是 T = 1N throughout 5.3. Circular Motion 圓形運動 2nd law: 第二定律： Uniform circular motion 均勻圓形運動 centripetal 向心 需有淨力才能轉變運動的方向。 力指向曲線的中心。 v a, fc Example 5.6. Engineering a Road 道路工程 At what angle should a road with 200 m curve radius be banked for travel at 90 km/h (25 m/s)? 一條彎曲半徑為 200 m 的道路應該傾斜幾度來支援 90 km/h (25 m/s) 的車速 ? x y n ? Fg ? a x : y : Example 5.7. Looping the Loop 繞着圈轉 Radius at top is 6.3 m. 頂點處的半徑是 6.3 m。 What’s the minimum speed for a roller-coaster car to stay on track there? 要雲霄車在該點維持在軌道上的最低速率為何？ Minimum speed ? n = 0 最低速率 Conceptual Example 5.1. Bad Hair Day 醜髮日 What’s wrong with this cartoon showing riders of a loop-the-loop roller coaster? 這幅畫了一些坐雲霄車的人的卡通有甚麼毛病? From Eg. 由例 5.7: ?n ? m g = ? m a = ? m v2 / r ( a ? g ) Consider hair as mass point connected to head by massless string. 把頭髮想成一粒以無質量的線附在頭上的質點。 Then 則 T ? m g = ? m a where T is tension on string. 其中 T 為線的張力 Thus 故, T = m ( g ? a ) ? 0 . ( downward 朝下 ) This means hair points upward 所以頭髮朝上 ( opposite to that shown in cartoon 與卡通所示相反 ). Frictional Forces 摩擦力 Pushing a trunk 推一個箱子