Opgeloste probleme in Newton se bewegingswette – Newton se tweede bewegingswet
1. 'n Voorwerp van 1 kg versnel teen 'n konstante 5 m/s² . Skat die netto krag wat nodig is om die voorwerp te versnel.
Bekend:
Massa (m) = 1 kg
Versnelling (a) = 5 m/ s²
Gewenste : netto krag (∑F)
oplossing:
Ons gebruik Newton se tweede wet om die netto krag te kry.
∑ F = ma
∑ F = (1 kg)(5 m/s² ) = 5 kg m/s² = 5 Newton
[irp]
2. Massa van 'n voorwerp = 1 kg, netto krag ∑F = 2 Newton. Bepaal die grootte en rigting van die voorwerp se versnelling….
Bekend:
Massa (m) = 1 kg
Netto krag (∑F) = 2 Newton
Gewenste : Die grootte en rigting van die versnelling (a)
oplossing:
a = ∑F / m
a = 2/1
a = 2 m/ s²
Die rigting van die versnelling = die rigting van die netto krag (∑F)
[irp]
3. Voorwerp se massa = 2 kg, F1 = 5 Newton, F2 = 3 Newton. Die grootte en rigting van die versnelling is…
Bekend:
Massa (m) = 2 kg
F² = 5 Newton
F² = 3 Newton
Gewenste: Die grootte en rigting van die versnelling (a)
oplossing:
netto krag:
∑ F = F1 – F2 = 5 – 3 = 2 Newton
Die grootte van die versnelling:
a = ∑F / m
a = 2/2
a = 1 m/ s²
Rigting van die versnelling = rigting van die netto krag = rigting van F1
[irp]
4. Voorwerp se massa = 2 kg, F1 = 10 Newton, F2 = 1 Newton. Die grootte en rigting van die versnelling is…
Bekend:
Massa (m) = 2 kg
F² = 1 Newton
F² = 10 Newton
F1x = F1 cos 60 o = (10)(0.5) = 5 Newton
Gewenste : Die grootte en rigting van die versnelling (a)
oplossing:
Netto krag:
∑ F = F 1x – F 2 = 5 – 1 = 4 Newton
Die grootte van die versnelling:
a = ∑F / m
a = 4/2
a = 2 m/ s²
Rigting van die versnelling = rigting van die netto krag = rigting van F1x
[irp]
5. F1 = 10 Newton, F2 = 1 Newton, m1 = 1 kg, m2 = 2 kg. Die grootte en rigting van die versnelling is…
Bekend:
Massa 1 (m 1 ) = 1 kg
Massa 2 (m 2 ) = 2 kg
F² = 10 Newton
F² = 1 Newton
Gewenste : Die grootte en rigting van die versnelling (a)
oplossing:
Die netto krag:
∑ F = F1 – F2 = 10 – 1 = 9 Newton
Die grootte van die versnelling:
a = ∑F / ( m1 + m2 )
'n = 9 / (1 + 2)
a = 9/3
a = 3 m/ s²
Die rigting van die versnelling = die rigting van die netto krag = rigting van F1
[irp]
6.
'n Blok van 40 kg word versnel met 'n krag van 200 N. Die versnelling van die blok is 3 m/ s² . Bepaal die grootte van die wrywingskrag wat die blok ervaar.
A. 15 N.
B. 40 N.
C. 43 N.
D. 80 N.
Bekend:
Massa (m) = 40 kg
Krag (F) = 200 N
Versnelling (a) = 3 m/ s²
Gewenste: Wrywingskrag ( Fg )
oplossing:
Die vergelyking van Newton se tweede bewegingswet
∑ F = ma
∑ F = netto krag, m = massa, a = versnelling
Die rigting van krag F regswaarts, die rigting van wrywingskrag links (die rigting van wrywingskrag is teenoorgesteld aan die rigting van die voorwerp se beweging).
Kies regs as positief en links as negatief.
∑ F = ma
F – F g = ma
200 – Fg = (40)(3)
200 – Fg = 120
Fg = 200 – 120
Fg = 80 Newton
Die korrekte antwoord is D.
7. Plaas blok A met 'n massa van 100 gram bo blok B met 'n massa van 300 gram, en dan word blok B met 'n krag van 5 N vertikaal opwaarts gedruk. Bepaal die normaalkrag wat blok B op blok A uitoefen.
A. 1 N.
B. 1.25 N.
C. 2 N.
D. 3 N.
Bekend:
Krag (F) = 5 Newton
Massa van blok A (m A ) = 100 gram = 0.1 kg
Massa van blok B (mB ) = 300 gram = 0.3 kg
Swaartekragversnelling (g) = 10 m/ s²
Gewig van blok A (w A ) = (0.1 kg)(10 m/s² ) = 1 kg m/s² = 1 Newton
Gewig van blok B (w B ) = (0.3 kg)(10 m/s² ) = 3 kg m/s² = 3 Newton
Gewenste: Normaalkrag uitgeoefen deur blok B op blok A
oplossing:
Daar is verskeie kragte wat op beide blokke inwerk, soos in die figuur getoon.
F = stootkrag (werk op blok B)
w A = gewig van blok A (werk op blok A)
w B = gewig van blok B (werk op blok B)
N A = normaalkrag uitgeoefen deur blok B op blok A (Werk op blok A)
N A ' = normaalkrag uitgeoefen deur blok A op blok B (Werk op blok B)
Pas Newton se tweede bewegingswet op beide blokke toe:
∑ F = ma
F – w A – w B + N A – N A ' = (m A + m B ) a
N A en N A ' is aksie-reaksiekragte wat dieselfde grootte maar teenoorgesteld in rigting het, dus word hulle uit die vergelyking uitgeskakel.
F – w A – w B = (m A + m B ) a
5 – 1 – 3 = (0.1 + 0.3) a
5 – 4 = (0.4) a
1 = (0.4) 'n
a = 1/0.4
a = 2.5 m/ s²
Pas Newton se tweede bewegingswet op blok A toe:
∑ F = ma
N A – w A = m A a
NVT – 1 = (0.1)(2.5)
NA – 1 = 0.25
NA = 1 + 0.25
NA = 1.25 Newton
Die korrekte antwoord is B.
8. 'n Voorwerp met 'n gewig van 4 N word ondersteun deur 'n koord en katrol. 'n Krag van 2 N werk in op die blok en een punt van die koord word getrek deur 'n krag van 9 N. Bepaal die netto krag wat op voorwerp X inwerk.
A. 3 N opwaarts
B. 4 N afwaarts
C. 9 N opwaarts
D. 9 N afwaarts
Bekend:
Gewig van X (w X ) = 4 Newton
Trekkrag (Fx ) = 2 Newton
Spanningskrag (F/ T ) = 9 Newton
Gewenste: Netto krag werk op voorwerp in
oplossing:
Vertikaal opwaartse kragte wat op voorwerpe inwerk
Die spanningskrag het dieselfde grootte in alle dele van die koord. Dus is die spanningskrag 9 N.
Vertikaal afwaartse kragte wat op voorwerpe inwerk
Daar is twee kragte wat op voorwerp X inwerk en beide kragte is vertikaal afwaarts, die horisontale komponent van gewig wx en die horisontale komponent van krag Fx.
Netto kragwerking op die voorwerp
VT – w X – Fx = 9 – 4 – 2 = 9 – 6 = 3
Die netto krag wat op die voorwerp X inwerk, is 3 Newton, vertikaal opwaarts.
Die korrekte antwoord is A.
9. 'n Voorwerp is aanvanklik in rus op 'n gladde horisontale oppervlak. 'n Krag van 16 N werk op die voorwerp in sodat die voorwerp teen 2 m/s² versnel . As dieselfde voorwerp in rus op 'n rowwe horisontale oppervlak is sodat die wrywingskrag op die voorwerp 2 N is, bepaal dan die versnelling van die voorwerp as dieselfde krag van 16 N op die voorwerp inwerk.
A. 1.75 m/ s²
B. 1.50 m/ s²
C. 1.00 m/ s²
D. 0.88 m/ s²
Bekend:
Krag (F) = 16 Newton = 16 kg m/ s²
Versnelling (a) = 2 m/ s²
Wrywingskrag (F fric ) = 2 Newton = 2 kg m/ s²
Gesoek: Voorwerp se versnelling?
oplossing:
Gladde horisontale oppervlak (geen wrywingskrag nie):
ΣF = ma
F = ma
16 = (m) 2
m = 16/2
m = 8 kg
Die massa van die voorwerp is 8 kilogram.
Ruwe horisontale oppervlak (daar is 'n wrywingskrag):
ΣF = ma
F – F wrywing = ma
16 – 2 = 8 a
14 = 8 a
a = 14/8
a = 1.75 m/ s²
Die voorwerp se versnelling is 1.75 m/ s².
Die korrekte antwoord is A.
10. Tom en Andrew stoot 'n voorwerp op die gladde vloer. Tom stoot die voorwerp met 'n krag van 5.70 N. As die massa van die voorwerp 2.00 kg is en die versnelling wat deur die voorwerp ervaar word 2.00 ms -2 is , bepaal dan die grootte en rigting van die krag wat deur Tom inwerk.
A. 1.70 N en sy rigting is teenoorgesteld aan die krag wat deur Andre.w uitgeoefen word.
B. 1.70 N en die rigting daarvan is dieselfde as die krag wat deur Andrew uitgeoefen word
C. 2.30 N en die rigting daarvan is teenoorgesteld aan die krag wat deur Andrew uitgeoefen word.
D. 2.30 N en die rigting daarvan is dieselfde as die krag wat deur Andrew uitgeoefen word.
Bekend:
Stootkrag uitgeoefen deur Andrew (F1 ) = 5.70 Newton
Massa van voorwerp (m) = 2.00 kg
Versnelling (a) = 2.00 m/ s²
Gesoek: Grootte en rigting van krag wat deur Tom uitgeoefen word (F2 )?
oplossing:
Pas Newton se tweede bewegingswet toe:
∑ F = ma
F1 + F2 = ma
5.70 + F2 = (2)(2)
5.70 + F2 = 4
F2 = 4 – 5.70
F2 = – 1.7 Newton
Die minusteken het aangedui dat (F2 ) teenoorgesteld is aan die stootkragwerking van Andrew (F1 ).
Die korrekte antwoord is A.
11. As die massa van die blok dieselfde is, watter figuur toon die kleinste versnelling?
Oplossing
Netto krag A:
ΣF = 4 N + 2 N – 3 N = 6 N – 3 N = 3 Newton, links
Netto krag B:
ΣF = 2 N + 3 N – 4 N = 5 N – 4 N = 1 Newton, regs
Netto krag C:
ΣF = 4 N + 3 N – 2 N = 7 N – 2 N = 5 Newton, regs
Netto krag D:
ΣF = 3 N + 4 N + 2 N = 9 Newton, regs
Die vergelyking van Newton se tweede wet:
ΣF = ma
a = ΣF / m
a = versnelling, ΣF = netto krag, m = massa
Gebaseer op die bogenoemde formule, is die versnelling (a) direk eweredig aan die netto krag (ΣF) en omgekeerd eweredig aan massa (m). As die massa van 'n voorwerp dieselfde is, hoe groter die resulterende krag, hoe groter die versnelling, of hoe kleiner die resulterende krag, hoe kleiner die versnelling.
Gebaseer op die bogenoemde berekening, is die kleinste netto krag 1 Newton, dus is die versnelling ook die kleinste.
Die korrekte antwoord is B.
[irp]
12. Sekere kragte werk in op 'n voorwerp met 'n massa van 20 kg, soos in die figuur hieronder getoon.
Bepaal die versnelling van die voorwerp.
Bekend:
Massa van voorwerp (m) = 20 kg
Netto krag (ΣF) = 25 N + 30 N – 15 N = 40 N
Gewenste: Versnelling van 'n voorwerp
oplossing:
Voorwerp se versnelling bereken met behulp van die vergelyking van Newton se tweede wet:
ΣF = ma
a = ΣF / m = 40 N / 20 kg = 2 N/kg = 2 m/s 2
[irp]
13. Watter stelling hieronder beskryf Newton se derde wet?
(1) Passasiers het vorentoe gestoot toe die bus skielik gerem het
(2) Boeke op papier val nie wanneer die papier vinnig getrek word nie.
(3) Wanneer jy skaatsplank speel, wanneer die voet die grond terugdruk, sal die skaatsplank vorentoe gly
(4) Bote word agtertoe gestoot, en bote beweeg vorentoe
oplossing:
(1) Newton se eerste wet
(2) Newton se eerste wet
(3) Newton se derde wet
(4) Newton se derde wet
[wpdm_package id = '470 ′]
- Massa en gewig
- Normale krag
- Newton se tweede bewegingswet
- Wrywingskrag
- Beweging op die horisontale oppervlak sonder wrywingskrag
- Die beweging van twee liggame met dieselfde versnelling op die ruwe horisontale oppervlak met die wrywingskrag
- Beweging op die skuinsvlak sonder wrywingskrag
- Beweging op die growwe skuinsvlak met die wrywingskrag
- Beweging in 'n hysbak
- Die beweging van liggame word deur koorde en katrolle verbind
- Twee liggame met dieselfde versnellinggrootte
- Afronding van 'n plat kurwe – dinamika van sirkelbeweging
- Afronding van 'n gehellde kurwe – dinamika van sirkelbeweging
- Uniforme beweging in 'n horisontale sirkel
- Sentripetale krag in uniforme sirkelbeweging
Lees meer
Oplossing