Probni period: svi časovi su besplatni — video, pitanja, rešeni zadaci i test, i bez naloga.

Sistemi tela — kolika sila vuče vagon iza lokomotive?

Sistem tela i unutrašnje/spoljašnje sile; povezana tela ubrzavaju zajedno kao jedno telo mase m₁+m₂; ubrzanje sistema i sila zatezanja veze.

Video

Lokomotiva vuče dva spojena vagona. Sva tri idu zajedno, istim ubrzanjem — kao jedno telo. Ali kolika sila deluje u kuki između vagona? To nam otkrivaju Njutnovi zakoni za sisteme tela. Pogledaj video, pa nastavi čas.

Pojmovi

Sistem tela
Sistem tela čine tela koja posmatramo zajedno, izdvojeno iz okoline. Na primer, dva vagona spojena kukom.
Unutrašnje i spoljašnje sile
Unutrašnje sile deluju između tela unutar sistema (sila zatezanja veze). Spoljašnje sile dolaze iz okoline (vučna sila lokomotive, trenje).
Povezana tela idu zajedno
Tela spojena nerastegljivom niti ili kukom ne menjaju razmak, pa imaju isto ubrzanje. Ceo sistem se ponaša kao jedno telo čija je masa zbir masa svih tela ($m_1 + m_2$).
Ubrzanje sistema
Ubrzanje najlakše nađemo primenom Drugog Njutnovog zakona na ceo sistem: spoljašnja (vučna) sila podeljena ukupnom masom — $a = \dfrac{F}{m_1 + m_2}$.
Sila zatezanja veze
Sila zatezanja (u kuki ili niti) je unutrašnja sila koja „vuče“ zadnje telo da ide zajedno sa prednjim. Nju nađemo primenom Drugog Njutnovog zakona na samo to telo: $T = m_2 \cdot a$.
Akcija i reakcija u vezi
Po zakonu akcije i reakcije, veza istom silom deluje na oba tela, ali u suprotnim smerovima. Ako na jedno telo deluje zatezanje $T$, na drugo deluje $-T$.
Zakoni važe za svaki pravac
Njutnovi zakoni važe posebno za svaki pravac u prostoru. Zato silu i kretanje možemo posmatrati po pravcu kretanja, nezavisno od ostalih pravaca.

Formule

Ubrzanje sistema
a = \frac{F}{m_1 + m_2}
OznakaŠta značiJedinica
$a$ubrzanje sistemam/s²
$F$spoljašnja (vučna) silaN
$m_1$masa prvog telakg
$m_2$masa drugog telakg

Vučna sila podeljena ukupnom masom svih povezanih tela.

Sila zatezanja veze
T = m_2 \cdot a
OznakaŠta značiJedinica
$T$sila zatezanja (u vezi)N
$m_2$masa tela iza vezekg
$a$ubrzanje sistemam/s²

Drugi Njutnov zakon primenjen na telo koje veza vuče.

Pitanja

Pitanje 1 od 10

1. Šta čini sistem tela?

2. Unutrašnje sile u sistemu su:

3. Spoljašnja sila na sistem vagona je:

4. Kako se ponašaju tela spojena nerastegljivom vezom?

5. Čemu je jednaka masa sistema povezanih tela?

6. Kako nalazimo ubrzanje sistema?

7. Čime nalazimo silu zatezanja u vezi?

8. Šta kaže zakon akcije i reakcije za vezu?

9. Za koje pravce u prostoru važe Njutnovi zakoni?

10. Ako lokomotiva jače vuče (veća sila), ubrzanje sistema je:

Rešeni zadaci

Zadatak 1

Lokomotiva vučnom silom 60 N vuče dva vagona masa 4 kg i 6 kg (trenje zanemarljivo). Koliko je ubrzanje sistema?

  1. $a = \dfrac{F}{m_1 + m_2} = \dfrac{60\ \mathrm{N}}{4\ \mathrm{kg} + 6\ \mathrm{kg}} = \dfrac{60}{10} = 6\ \mathrm{m/s^2}$
    Vučnu silu podelimo ukupnom masom.
Odgovor: Ubrzanje sistema je 6 m/s².
Zadatak 2

Sistem iz prethodnog primera ubrzava 6 m/s². Kolika sila zatezanja deluje na zadnji vagon (6 kg)?

  1. $T = m_2 \cdot a = 6\ \mathrm{kg} \cdot 6\ \mathrm{m/s^2} = 36\ \mathrm{N}$
    Drugi Njutnov zakon na zadnji vagon.
Odgovor: Sila zatezanja u kuki je 36 N.
Zadatak 3

Dve kutije (3 kg i 2 kg) spojene koncem vučemo silom 20 N po glatkom stolu. Koliko je ubrzanje?

  1. $a = \dfrac{F}{m_1 + m_2} = \dfrac{20\ \mathrm{N}}{3\ \mathrm{kg} + 2\ \mathrm{kg}} = \dfrac{20}{5} = 4\ \mathrm{m/s^2}$
    Sila kroz ukupnu masu.
Odgovor: Ubrzanje je 4 m/s².

Test

Kod računskih zadataka reši u svesci i upiši rezultat (decimalni broj sa zarezom, npr. 2,5), a kod ostalih izaberi tačan odgovor.

Zadatak 1

Vučnom silom 20 N vučemo dva spojena tela masa 6 kg i 4 kg (bez trenja). Koliko je ubrzanje sistema?

m/s²

Zadatak 2

Sistem ubrzava 8 m/s². Kolika sila zatezanja deluje na zadnje telo mase 14 kg?

N

Zadatak 3

Dva vagona masa 3 kg i 7 kg vuku se silom 50 N (bez trenja). Koliko je ubrzanje sistema?

m/s²

Zadatak 4

Dva vagona spojena kukom vuče lokomotiva. Kakvo im je ubrzanje?

Zadatak 5

Sila zatezanja u kuki između vagona je:

Bravo, čas je završen!

—pitanja iz prve
—zadataka na testu

Želiš sertifikat? Napravi besplatan nalog, pa uradi test još jednom (treba bar 3 od 5 tačno). Rezultati se tada čuvaju, a sertifikat možeš da odštampaš ili podeliš.

Napravi besplatan nalog

Pohvali se i pozovi drugara:

Sledeći čas: 10. Akcija i reakcija — zašto se čamac odgurne kad skočiš?

Još časova — Nikola Stanković