2.1 Motor met 'n gewig van 10 000 N ry ooswaarts op 'n gelyke pad, terwyl die enjin 'n krag, F, ooswaarts toepas - NSC Technical Sciences - Question 2 - 2022 - Paper 1

Newton se Tweede Wet stel dat die versnelling van 'n liggaam direk proporsioneel is aan die netto of resulterende krag wat op die liggaam inwerk, en omgekeerd proporsioneel aan die massa van die liggaam. Dit kan in die vorm van die vergelyking $F = ma$ uitgedruk word, waar F die resulterende krag is, m die massa en a die versnelling.

Om die versnelling (a) van die kano te bereken, gebruik ons die formule:

$F_{netto} = ma$

Hier is die netto krag (F_net) die verskil tussen die krag van atleet A en die wrywingskragte. As ons $F_A = 60 ext{ kg} imes g$ (met $g ext{ ongeveer } 9,81 ext{ m/s}^2$) en wrywingskrag (f) bereken, kry ons:

$F_{netto} = F_A - f$

Substitusie sal ons die versnelling gee.

Om die resultantere krag te bereken, gebruik ons die veranderingskoers in snelheid oor tyd. Die verandering in snelheid ($riangle v$) is:

$riangle v = v_f - v_i = 5 ext{ m.s}^{-1} - 3 ext{ m.s}^{-1} = 2 ext{ m.s}^{-1}$

Die versnelling is dan:

a = rac{ riangle v}{ riangle t} = rac{2 ext{ m.s}^{-1}}{6 ext{ s}} = rac{1}{3} ext{ m.s}^{-2}

Die netto krag kan bereken word met $F = ma$, waar m die totale massa van die kano en bemanning is.

Vervolgens kan die ekstra krag wat benodig word, bereken word deur die benodigde versnelling en wrywingskrag in ag te neem.

Newton se Eerste Bewegingwet, ook bekend as die beginsel van traagheid, stel dat 'n liggaam in 'n toestand van rus of uniform lineêre beweging sal bly, tensy dit gedwing word om sy toestand te verander deur 'n nie-nul resulterende krag.

Die kop-aan-start-metode behels die gebruik van 'n skaaltekening. Geneem dat die skaal 1 mm = 50 N, kan ons die spanningskrag in die ketting bereken deur die kragdiagram te gebruik wat die hoeke van die enjin en die spanning toon.

Om die massa van die enjin te bereken, gebruik ons die vergelyking $w = mg$, waar w die gewig en m die massa van die enjin is. In ons geval is die gewig 8500 N. Dit sal lei tot:

m = rac{w}{g} = rac{8500 N}{9.81 ext{ m/s}^2} = ext{ massa van die enjin}