Voorbeeld van vrae oor die skuins vlak

9 Voorbeelde van Skuinsvlakvrae

Bestudeer die materiaal oor Newton se wette , normaalkrag en wrywingskrag om die bespreking van hierdie vraag beter te verstaan.

1. 'n 5 kg-blok word op 'n gladde skuinsvlak vrygestel soos in die prentjie getoon! (g = 10 ms ⁻² en tg 37 ^o = 3/4). Die versnelling van die blok is...

A. 4,5 ms^-2

B. 6,0 ms ⁻²

C. 7,5 ms ⁻²

D. 8,0 ms ⁻²

E. 10,0 ms ⁻²

Bespreking

Dit is bekend dat:

m = 5 kg, g = 10 m/ ^s²

w = mg = (5)(10) = 50 N

lengte van die onderkant = 4

lengte van vertikale sy = 3

Aangesien die onderkant = 4 en die vertikale sy = 3 is, dan is die skuinssy = 5. Jy kan dit bewys deur die Pythagorese formule te gebruik.

Vraag: versnelling van die blok (a)?

Antwoord:

Die krag wat veroorsaak dat die blok beweeg, is wx _. Die skuinsvlak is glad, so daar is geen wrywing nie.

w_x = w sonde θ = (w)(vertikale sy / skuinssy)

wx = ₍ 50)(3/5)

wx = ₃₀ Newton

Wat is die versnelling (a) van die blok?

Σ F = ma

w _x = ma

30 = (5) 'n

a = 30/5

a = 6 m/ ^s²

Die korrekte antwoord is B.

2. Kyk na die prentjie! 'n Blok is aanvanklik in rus, dan word dit met 'n krag F opwaarts parallel met die skuinsvlak getrek. Die massa van die blok is 8 kg, die wrywingskoëffisiënt µs ₌ 0,5 en θ = 45 ^o . Vir die blok om presies opwaarts te beweeg, moet die krag F… wees.

A. 40 N.

B. 60 N.

C. 60√2 N

D. 80 N.

E. 80√2 N

Bespreking

Dit is bekend dat :

Statiese wrywingskoëffisiënt (µs ₎ = 0,5

Hoek (θ) = 45 ^°

Versnelling as gevolg van swaartekrag (g) = 10 m/ ^s²

Massa van blok (m) = 8 kilogram

Gewig van blok (w) = mg = (8 kg)(10 m/s² ⁾ = 80 kg m/s² ⁼ 80 Newton

Vraag : Die grootte van die krag F sodat die blok opwaarts sal beweeg

Antwoord :

Die blok sal opwaarts beweeg as F ≥ w _x + f _s.

Die komponent van swaartekrag parallel aan die skuinsvlak :

w _x = w sin θ = (80)(sin 45) = (80)(0,5√2) = 40√2

Die komponent van swaartekrag loodreg op die skuinsvlak :

w _y = w cos θ = (80)(cos 45) = (80)(0,5√2) = 40√2

Normale krag :

N = w _y = 40√2

Statiese wrywingskrag :

f _s = µ _s N = (0,5)(40√2) = 20√2

Die grootte van die krag F sodat die blok opwaarts sal beweeg :

F ≥ wx + fs_​​

F ≥ 40√2 + 20√2

F ≥ 60√2 Newton

Die korrekte antwoord is C.

3. 'n Blok met 'n massa van 8 kg word op 'n growwe skuinsvlak geplaas soos in die volgende figuur getoon. Die minimum eksterne krag wat benodig word om te verhoed dat die blok afgly, is... (sin 37 ^o = 0,6, cos 37 ^o = 0,8, g = 10 ms ^-2 , _µk = 0,1)

A. 6,4 N.

B. 4,6 N.

C. 48,5 N.

D. 54,4 N.

Oos 68,8 N

Bespreking

Dit is bekend dat :

Massa van blok (m) = 8 kg

Versnelling as gevolg van swaartekrag (g) = 10 m/ ^s²

Gewig van blok (w) = mg = (8)(10) = 80 Newton

Sin 37 ^o = 0,6

Cos37o ⁼ 0,8

Koëffisiënt van kinetiese wrywing (µk ₎ = 0,1

N = w _y = w cos 37 ^o = (80)(0,8) = 64 Newton

Vraag : Die minimum eksterne krag (F) wat nodig is om die blok te ondersteun sodat die blok nie afgly nie.

Jawab :

Die blok gly nie af as F = w _x

Die komponent van swaartekrag parallel aan die skuinsvlak :

w _x = w sin θ = (80)(sin 37) = (80)(0,6) = 48

f _k = µk _N = (0,1)(64) = 6,4

Die minimum krag F sodat die blok nie afgly nie :

F + _fk – wx ₌ 0

F = wx _– fk ₌ 48 – 6,4 = 41,6 Newton

4. 'n Voorwerp met 'n massa van 5,0 kg word met 'n tou teen 'n growwe skuinsvlak opgetrek deur 'n krag van 71 N (g = 10 m s ^-2 , sin 37 ^o = 0,6, cos 37 ^o = 0,8). As die wrywingskoëffisiënt tussen die voorwerp en die vlak 0,4 is, is die versnelling wat die voorwerp ervaar...

A. 0,5 ms^-2

B. 2 ms ^-2

C. 2,5 ms ^-2

D. 3 ms ^-2

Oos 5 ms ^-2

Bespreking

Dit is bekend dat :

Massa van voorwerp (m) = 5 kg

4. 2012/2013 SMA Fisika Nasionale Eksamenvraestelle SA 67 Nr. 5

'n Voorwerp van 5,0 kg word met 'n tou teen 'n growwe skuinsvlak opgetrek deur 'n krag van 71 N (g = 10 m s ^-2 , sin 37 ^o = 0,6, cos 37 ^o = 0,8). As die wrywingskoëffisiënt tussen die voorwerp en die vlak 0,4 is, is die versnelling wat die voorwerp ervaar...

A. 0,5 ms ^-2

B. 2 ms ^-2

C. 2,5 ms ^-2

D. 3 ms ^-2

Oos 5 ms ^-2

Bespreking

Dit is bekend dat :

Massa van voorwerp (m) = 5 kg

Versnelling as gevolg van swaartekrag (g) = 10 m/ ^s²

Voorwerpgewig (w) = mg = (5)(10) = 50 Newton

Krag F = 71 Newton

Sin 37 ^o = 0,6

Cos37o ⁼ 0,8

Wrywingskoëffisiënt = 0,4

Vraag : Versnelling van voorwerp (a)

Antwoord :

Resulterende Krag

Bereken eers die resulterende krag wat op die voorwerp inwerk.

Die komponent van swaartekrag parallel aan die skuinsvlak :

w _x = w sin θ = (50)(sin 37) = (50)(0,6) = 30

Die komponent van swaartekrag loodreg op die skuinsvlak :

w _y = w cos θ = (50)(cos 37) = (50)(0,8) = 40

Normale styl :

N = w _y = 40

Kinetiese wrywingskrag :

fk ₌ µkN = ( _0,4 )(40) = 16

Resulterende krag wat op 'n skuins vlak inwerk:

∑ F = F – w _x – f _k = 71 – 30 – 16 = 25 Newton

Versnelling van 'n voorwerp

Die versnelling van 'n voorwerp word bereken met behulp van Newton se tweede wetformule:

a = ∑F / m = 25 / 5 = 5 m/ ^s²

Die korrekte antwoord is E.

5.
Kyk na die prentjie! 'n Blok is aanvanklik in rus, dan word dit opwaarts getrek met 'n krag F parallel met die skuinsvlak. Die massa van die blok is 8 kg, die wrywingskoëffisiënt is µ_s = 0,5 en θ = 45^oVir die blok om opwaarts te beweeg, moet die krag F wees….

A. 40 N.
B. 60 N.
C. 60√2 N
D. 80 N.
E. 80√2 N

Bespreking
Is bekend :
Koëffisiënt statiese wrywing (µ_s) = 0,5
Hoek (θ) = 45^o
Versnelling as gevolg van swaartekrag (g) = 10 m/s²
Massa van blok (m) = 8 kilogram
Gewig van blok (w) = mg = (8 kg)(10 m/s²) = 80 kg m/s² = 80 Newton
Gevra Die grootte van die krag F sodat die blok opwaarts sal beweeg
Jawab :

Die regterblok sal opbeweeg as F ≥ w_x + f_s.
Die komponent van swaartekrag parallel aan die skuinsvlak :
w_x = w sin θ = (80)(sin 45) = (80)(0,5√2) = 40√2
Die komponent van swaartekrag loodreg op die skuinsvlak :
w_y = w cos θ = (80)(cos 45) = (80)(0,5√2) = 40√2
Normale krag :
N = w_y = 40√2
Statiese wrywingskrag :
f_s = µ_s N = (0,5)(40√2) = 20√2
Die grootte van die krag F sodat die blok opwaarts sal beweeg :
F ≥ w_x + f_s
F ≥ 40√2 + 20√2
F ≥ 60√2 Newton
Die korrekte antwoord is C.

6.
'n Blok met 'n massa van 8 kg word op 'n growwe skuinsvlak geplaas soos in die figuur hieronder getoon. Die minimum eksterne krag wat benodig word om te verhoed dat die blok afgly, is... (sin 37^o = 0,6, cos 37^o = 0,8, g = 10 ms^-2, µ_k = 0,1)

A. 6,4 N.
B. 4,6 N.
C. 48,5 N.
D. 54,4 N.
Oos 68,8 N

Bespreking
Is bekend :
Massa van blok (m) = 8 kg
Versnelling as gevolg van swaartekrag (g) = 10 m/s²
Gewig van blok (w) = mg = (8)(10) = 80 Newton
Sonde 37^o = 0,6
Want 37^o = 0,8
Koëffisiënt van kinetiese wrywing (µ_k) = 0,1
Gevra Die minimum eksterne krag (F) wat die blok vashou sodat die blok nie afgly nie
Jawab :
Die blok gly nie af as F = w_x
Die komponent van swaartekrag parallel aan die skuinsvlak :
w_x = w sin θ = (80)(sin 37) = (80)(0,6) = 48
f_k = µ_k N = (0,1)(64) = 6,4
Die minimum krag F sodat die blok nie afgly nie :
F + f_k - w_x = 0
F = w_x - f_k = 48 – 6,4 = 41,6 Newton

7.
'n Voorwerp met 'n massa van 5,0 kg word deur 'n tou teen 'n growwe skuinsvlak opgetrek deur 'n krag van 71 N (g = 10 ms).^-2, sonde 37^o = 0,6, cos 37^o = 0,8). As die wrywingskoëffisiënt tussen die voorwerp en die vlak 0,4 is, is die versnelling wat die voorwerp ervaar…
A. 0,5 ms^-2
B. 2 ms^-2
C. 2,5 ms^-2
D. 3 ms^-2
E. 5 ms^-2
Bespreking
Is bekend :
Massa van voorwerp (m) = 5 kg
Versnelling as gevolg van swaartekrag (g) = 10 m/s²
Voorwerpgewig (w) = mg = (5)(10) = 50 Newton
Krag F = 71 Newton
Sonde 37^o = 0,6
Want 37^o = 0,8
Wrywingskoëffisiënt = 0,4
Gevra Versnelling van voorwerp (a)
Jawab :
Resulterende Krag
Bereken eers die resulterende krag wat op die voorwerp inwerk.
Die komponent van swaartekrag parallel aan die skuinsvlak :
w_x = w sin θ = (50)(sin 37) = (50)(0,6) = 30
Die komponent van swaartekrag loodreg op die skuinsvlak :
w_y = w cos θ = (50)(cos 37) = (50)(0,8) = 40
Normale krag :
N = w_y = 40
Kinetiese wrywingskrag :
f_k = µ_k N = (0,4)(40) = 16
Resulterende krag wat op 'n skuins vlak inwerk:
∑F = F – w_x - f_k = 71 – 30 – 16 = 25 Newton
Versnelling van 'n voorwerp
Die versnelling van 'n voorwerp word bereken met behulp van Newton se tweede wetformule:
a = ∑F / m = 25 / 5 = 5 m/s²
Die korrekte antwoord is E.

8. Kyk na die prentjie! 'n Blok is aanvanklik in rus, dan word dit met 'n krag F opwaarts parallel met die skuinsvlak getrek. Die massa van die blok is 2 kg, die statiese wrywingskoëffisiënt = 0,3 en die hoek = 45 ^° . Vir die blok om presies opwaarts te beweeg, moet die krag F... g = 10 m/s² wees^.

Bespreking
Dit is bekend dat:
m = 2 kg, g = 10 m/s², = 45^o, m_s = 0,3
Vraag: Hoe groot is die krag F sodat die blok presies opwaarts kan beweeg?
Antwoord:

Inligting: F = trekkrag, w = swaartekrag, w_x = komponent van die gewig van die blok parallel met die oppervlak van die skuinsvlak, w_y = komponent van die gewig van die blok loodreg op die oppervlak van die skuinsvlak, N = normaalkrag, f_s = statiese wrywingskrag.

In die vraag is die statiese wrywingskoëffisiënt bekend, dit beteken dat die oppervlak van die skuinsvlak ru is sodat daar 'n wrywingskrag is wat die beweging van die blok inhibeer.
Vir die blok om opwaarts te beweeg, moet die krag F gelyk wees aan w._x +f_sDie voorwerp beweeg opwaarts wanneer F groter as w is._x +f_s.

w = mg = (2)(10) = 20 Newton
w_x = w sin 45^o = (20)(½ √2) = 10√2 Newton
w_y = w cos 45^o = (20)(½√2) = 10√2 Newton
N = w_y = 10√2
f_s = μ_s N = (0,3)(10√2) = 3√2 Newton

Sodat die blok opwaarts sal beweeg dan:
F = w_x +f_s = 10√2 + 3√2 = 13√2 Newton
Die korrekte antwoord is C.

9. 'n Voorwerp met 'n massa van 2 kg word op 'n skuinsvlak geplaas soos in die figuur hieronder getoon. As die statiese wrywingskoëffisiënt tussen die blok en die skuinsvlak 0,2√3 is en g = 10 ms ^–2 , dan is die resulterende krag wat die voorwerp beweeg…

Bespreking
Dit is bekend dat:
m = 2 kg, g = 10 m/s², = 30^o, m_s = 0,2√3
Gevra: Die resulterende krag wat 'n voorwerp beweeg?

Antwoord:

Wrywing inhibeer altyd die beweging van 'n voorwerp, daarom word die rigting van die wrywingskrag uitgebeeld as teenoorgesteld aan die rigting van die voorwerp se beweging. Daar word aanvaar dat die voorwerp afwaarts beweeg, dus word die wrywingskrag as opwaarts uitgebeeld. Daar word aanvaar dat die voorwerp afwaarts beweeg omdat daar geen krag is wat dit opwaarts trek nie.
w = mg = (2)(10) = 20 Newton
w_x = w sin 30^o = (20)(½) = 10 Newton
w_y = w cos 30^o = (20)(½ √3) = 10√3 Newton
N = w_y = 10√3 Newton
f_s = μ_s N = (0,2√3)(10√3) = (2)(3) = 6 Newton
Die resulterende krag wat 'n voorwerp beweeg, is:
F = w_x - f_s = 10 – 6 = 4 Newton
w_x groter as f_s so beweeg die voorwerp afwaarts, in die rigting van w_x.
Die korrekte antwoord is A.

Vraagbron:

Nasionale Eksamen Fisika Vrae vir Senior Hoërskool/Beroeps Hoërskool