Segunda Ley de Newton - Newton's second law

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Résumé

TLDRDans cette leçon, la deuxième loi de Newton est expliquée, énonçant qu'une force nette sur un objet produit une accélération proportionnelle dans la même direction. L'exemple abordé présente un système de trois masses reliées par des cordes sur une plan incliné, où il faut calculer la masse nécessaire pour obtenir une accélération donnée. Les forces incluent le poids de chaque masse, la friction, et les forces normales. En considérant l'angle d'inclinaison et en annulant les forces de tension, on arrive à déterminer que la troisième masse doit être de 4,14 kg pour que l'ensemble du système accélère à 2 m/s².

A retenir

  • 🔍 La deuxième loi de Newton relie la force nette et l'accélération.
  • ⚖️ La force nette est la somme des forces agissant sur un objet.
  • ➕ Les forces de tension dans les cordes s'annulent dans l'exemple.
  • 📐 L'angle d'inclinaison est crucial pour le calcul des forces.
  • 🛑 La friction oppose le mouvement, calculée par μN.
  • 🚀 L'accélération est de 2 m/s² selon l'énoncé du problème.
  • 🌍 L'accélération due à la gravité est 9,8 m/s².
  • 🔄 La force nette en x inclut friction et poids x.
  • 🧮 L'exemple calcule la masse nécessaire pour une accélération donnée.
  • 📊 Le résultat montre que la masse 3 vale 4,14 kg.

Chronologie

  • 00:00:00 - 00:05:00

    La deuxième loi de Newton est expliquée: toute masse soumise à une force nette accélère dans la direction de cette force. L'accélération est le produit de la masse et de la force nette. Un système de trois masses connectées par des cordes et des poulies sur un plan incliné est étudié. Connaissant certains paramètres, comme l'angle d'inclinaison et les masses individuelles, ainsi que les forces de friction, il est demandé de déterminer la masse 3 qui permettrait un certain taux d'accélération.

  • 00:05:00 - 00:14:48

    Les forces agissant sur le système sont analysées. Les forces incluent les poids des masses, les forces normales et les frictions. Les tensions dans les cordes éliminent leurs contributions dans le cadre global. Les équations sont établies en fonction de la deuxième loi de Newton pour résoudre pour la masse inconnue m3. On calcule que m3 vaut 4,14 kg pour atteindre une accélération de 2 m/s², illustrant l'application pratique de la loi de Newton.

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Questions fréquemment posées

  • Quelle est la deuxième loi de Newton ?

    La deuxième loi de Newton stipule qu'une force nette agissant sur une masse entraînera une accélération dans la direction de cette force, proportionnelle à la masse de l'objet.

  • Quels sont les paramètres utilisés dans l'exemple ?

    Dans l'exemple donné, les masses des objets sont de 10 kg et 20 kg, l'angle d'inclinaison est de 25 degrés, et le coefficient de friction cinétique est de 0,2.

  • Comment calculer la force nette dans cet exemple ?

    La force nette est calculée en additionnant les forces agissant le long de l'axe x, y compris la friction et les composantes des poids, puis en utilisant la formule de la deuxième loi de Newton F = ma.

  • Quel est le résultat de l'exemple de problème donné ?

    La masse 3 doit être de 4,14 kg pour que le système accélère à 2 m/s².

  • Quelle est la valeur de l'accélération de la gravité utilisée ?

    L'accélération de la gravité utilisée dans les calculs est de 9,8 m/s².

  • Pour quelles raisons faut-il annuler les tensions des cordes dans le système ?

    Les tensions des cordes s'annulent parce qu'elles agissent en directions opposées sur le système, selon la méthode proposée.

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    o la la segunda ley de newton la segunda
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    ley de newton afirma que cualquier masa
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    efe 4 si todas las fuerzas que actúan
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    sobre ella
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    sumadas dan una fuerza neta
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    si hay una fuerza neta que resulta de
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    sumar todas las fuerzas que actúan sobre
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    ella entonces esta masa
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    acelera en la misma dirección de la
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    fuerza entonces esa masa acelera
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    esa fuerza neta es el producto de masa
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    por la aceleración ésta se conoce como
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    la segunda ley de newton si la masa
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    acelera rompe su equilibrio cambio de
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    velocidad y ya no estamos en primera ley
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    estamos en segunda ley de newton fuego
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    ya sabiendo cómo es la segunda ley vamos
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    a aplicarla en la solución de un
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    problema tengo un sistema de tres masas
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    conectadas por dos cuerdas
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    articuladas por unas poleas en ese
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    sistema de plano inclinado
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    se requiere determinar la masa 3
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    que hace que este sistema se le dé a dos
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    metros sobre el segundo al cuadrado si
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    conocemos el ángulo de inclinación 30 de
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    esta superficie que es de 25 grados que
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    la masa uno es de 10 kilogramos y la
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    masa 12 de 20 kilogramos
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    y que además hay una fricción entre la
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    masa 1 y la superficie y entre la masa 2
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    y la superficie cuyo coeficiente de
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    fricción cinético porque está en
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    movimiento acelerada es de 0,2
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    qué es lo primero que vamos a hacer para
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    aplicar la segunda ley de newton y
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    determinar esa más
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    verifiquemos que fuerzas actúan sobre el
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    sistema el sistema de las tres masas
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    sobre este sistema tenemos
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    la tierra la tierra haga hacia abajo es
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    el peso entonces tengo el peso de la
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    masa 1 que es m 1 por g
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    el peso de la masa 2
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    el peso 2 que es m2
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    y el peso de la masa 3
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    m3
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    vamos a asumir la aceleración de la
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    gravedad como durante ocho metros sobre
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    el segundo al cuadrado
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    hay una fuerza normal la normal 1 que es
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    la fuerza que hace la superficie sobre
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    la masa 1 la normal 2 recuerdan que
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    normal es perpendicular a la superficie
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    normal 2
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    hay una prisión
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    la fricción
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    sobre la masa 1 y la presión sobre la
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    masa 2
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    con fuerza de fricción sobre la masa 2
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    estas son todas las fuerzas que actúan
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    sobre el sistema
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    preguntarás bueno profesor y las
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    tensiones de las cuerdas pues yo te dije
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    que eran las fuerzas que actuaban sobre
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    el sistema de las tres masas articuladas
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    por las cuerdas por lo tanto la atención
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    de la cuerda hacia acá se va a anular
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    por la atención de la cuerda en esta
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    dirección y la tensión de la cuerda ve
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    en esta dirección se va a anular con
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    ella porque vamos a tomar la dirección
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    del movimiento en la dirección de la
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    aceleración como el eje x de todo el
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    sistema si lo contamos en un sistema de
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    coordenadas cartesianas
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    si nos damos un sistema de coordenadas
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    cartesianas entonces este va a ser
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    nuestro eje x
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    este va a ser el eje x
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    ese va a ser el eje
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    en ella
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    y al pasarle gente por acá entonces
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    punto
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    un ángulo theta
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    de 25 grados entre el peso y el eje y en
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    esta dirección
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    va a ser la dirección x que es la
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    dirección del movimiento
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    entonces vamos a determinar usando la
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    segunda ley de newton la suma
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    de todas las fuerzas que actúan en el
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    eje x sobre el sistema que es igual a
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    toda la masa del sistema por su
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    aceleración
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    qué fuerza actual en el eje x empecemos
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    por la masa 1 en el eje x no hay ninguna
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    fuerza que lo esté incidiendo al sistema
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    sería la atención 1 de la cuerda perdón
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    pero ésta se anula con esta otra que es
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    negativa entonces aquí no hay ninguna
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    fuerza en el eje x positiva pero sí está
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    la fricción 1 en el eje x que es
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    negativa entonces la presión 1 en el eje
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    x es negativa
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    la prisión 2 que también es negativa
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    el peso 2 debemos descomponerlo en sus
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    dos componentes rectangulares
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    una componente
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    y con eso llegó y una componente x
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    pesos en x y este peso 12 x está
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    hablando al sistema
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    en la dirección positiva entonces más el
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    peso 2 en x
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    ya llevamos la presión 1 la fricción 2
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    el peso 2 en x y el peso 3
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    vamos a sumarle el peso 3
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    listo ya estas son las fuerzas que
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    intervienen sobre todo el sistema hay 2
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    fricciones que la frena que intentan
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    oponerse al movimiento y hay dos pesos
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    que lo hagan hacia acá el peso de la
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    masa 2 y el peso de la masa 3 y la masa
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    del sistema la suma de las tres masas
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    más aún o más masa 2 más masa 3
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    por aceleración
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    recordemos que prisión es mío por la
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    normal entonces - new que ya lo sabemos
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    que es de 0,2 o la normal 1 - mil por la
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    normal 2 más el peso 2 en x el peso 2 en
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    x es el peso 2 por el seno del ángulo
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    teta el peso 2 que es en el 2 m por el
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    seno del ángulo teta más el peso 3 y el
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    peso 3 m3
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    igual a la masa uno más la masa dos la
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    masa tres fuera
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    vive
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    las normales
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    las normales están en el eje y vamos
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    entonces a determinar esas normales y
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    observa que en el eje y el sistema está
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    en equilibrio aplicamos la primera ley
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    de newton y al aplicar la primera ley de
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    newton está normal está equilibrada por
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    este peso 1 la suma de fuerzas en la
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    normal es el peso 1 es igual a m 1
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    entonces la normal 1 s m 1 que menos 1
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    por la norma alguno que es m 1 porque al
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    menos new por la normal 2 observa que la
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    normal 2 está equilibrada por la
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    componente i del peso que es m2 g por el
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    coste no de la ángulo teta
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    tm bruce
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    crucero del ángulo teta más
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    primero que éste no te está
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    fase 3
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    es igual
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    jamás a uno más a dos más tres horas
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    bien si sustituimos cada uno de los
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    valores vamos a encontrar que
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    la única variable va a ser la masa 3 que
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    es la que nos piden encontrar al
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    sustituir
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    encontrarás que nos queda - new 0,2
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    por la masa 1 de 10 kilogramos
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    por g de 98 metros sobre segundo al
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    cuadrado vamos a ignorar unidades
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    teniendo en cuenta que todas las
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    unidades están en el sistema
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    internacional de medidas
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    - new que es 0,2
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    primero 2 que es de 20 kilogramos
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    porque es 9,8 por el coseno de 25 grados
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    más
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    m2 que es de 20
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    porque es 98 por el seno de 25
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    más de 3 g
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    m3 es la variable
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    m3 por jeque de 98
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    igual a la suma de las tres masas
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    que sería m1 m2 que 2010 30
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    + m3
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    todo
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    ahora pero a vale 22 metros sobre el
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    segundo el parado por 2
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    usemos nuestra calculadora para
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    determinar cada uno de sus valores
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    este va a ser negativo
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    0.2 por 10 por 9.8
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    19
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    con 6 menos
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    0.2 por 20 x
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    en el punto 8
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    39 2
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    a por el costero de 25 por jose no de 25
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    entonces sería 35 53
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    35 53 estoy haciendo todo este término
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    más
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    20 x 98 por el seno de 25 20 el colmo de
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    punto 8 por el seno de 25
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    a 82 83
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    minutos
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    + 98 por m3
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    igual
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    2 por 30 aplicó propiedad distributiva
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    60
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    + 2 m3
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    observa entonces que el sistema lo frena
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    una fricción hacia allá de 19 a 6
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    minutos una fricción de 35 50 y 300 pero
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    lo ganan un peso en x de 82 punto 83
  • 00:12:44
    minutos y el peso de acá que está en
  • 00:12:47
    función de la masa 3
  • 00:12:50
    estas dos términos que tienen la
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    variable para quedar al lado de la
  • 00:12:56
    ecuación
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    98 m3
  • 00:13:01
    - 2 n 3
  • 00:13:05
    y esto aunque es igual
  • 00:13:09
    60
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    a las 19 6
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    + 35 53
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    - 82 83
  • 00:13:27
    98 - 22 78 m3 igual
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    60
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    mas 19.6
  • 00:13:45
    mas 35.53 menos 82 punto 83
  • 00:13:54
    y esto da de 32,3
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    newtons 78 que está multiplicando va a
  • 00:14:03
    dividir m3 es igual a 32 3 / 78 que me
  • 00:14:11
    da de 4,14
  • 00:14:18
    kilogramos
  • 00:14:20
    esa es entonces
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    la masa 3
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    de 4 a 14 kilogramos que hace que todo
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    este sistema acelere a 2 metros sobre el
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    segundo al cuadrado
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    utilizando la segunda ley de newton bien
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