Прыклад пытанняў па нахіленай плоскасці

9 прыкладаў пытанняў па нахільнай плоскасці

Вывучыце матэрыял па законах Ньютана , нармальнай сіле і сіле трэння, каб лепш зразумець абмеркаванне гэтага пытання.

1. Блок масай 5 кг кідаюць на гладкую нахільную плоскасць, як паказана на малюнку! (g = 10 мс ⁻² і tg 37 ^o = 3/4). Паскарэнне блока роўна...

А. 4,5 мс^-2

B. 6,0 мс ⁻²

C. 7,5 мс ⁻²

D. 8,0 мс ⁻²

E. 10,0 мс ⁻²

Абмеркаванне

Вядома, што:

m = 5 кг, g = 10 м/ ^с²

w = mg = (5)(10) = 50 Н

даўжыня ніжняга боку = 4

даўжыня вертыкальнага боку = 3

Паколькі ніжні катэтан = 4, а вертыкальны катэтан = 3, то гіпатэнуза = 5. Гэта можна даказаць, выкарыстоўваючы формулу Піфагора.

Пытанне: паскарэнне блока (а)?

Адказ:

Сіла, якая прымушае блок рухацца, роўная wx _. Нахіленая плоскасць гладкая, таму трэння няма.

w_x = w sin θ = (w)(вертыкальны катэтан / гіпатэнуза)

w _x = (50)(3/5)

w _x = 30 Ньютанаў

Якое паскарэнне (а) блока?

Σ F = ма

w _x = ма

30 = (5) а

а = 30/5

a = 6 м/ ^с²

Правільны адказ — Б.

2. Паглядзіце на малюнак! Блок спачатку знаходзіцца ў стане спакою, затым яго цягнуць уверх з сілай F, паралельнай нахіленай плоскасці. Маса блока складае 8 кг, каэфіцыент трэння µs ₌ 0,5 і θ = 45 ^o . Каб блок рухаўся роўна ўверх, сіла F павінна быць….

А. 40 N

B. 60 N

C. 60√2 N

D. 80 N

Усходняя шырата 80√2 N

Абмеркаванне

Вядома, што :

Каэфіцыент статычнага трэння (µs ₎ = 0,5

Вугал (θ) = 45 ^°

Паскарэнне сілы цяжару (g) = 10 м/ ^с²

Маса блока (м) = 8 кілаграмаў

Вага блока (w) = mg = (8 кг)(10 м/с² ⁾ = 80 кг м/с² ⁼ 80 ньютана

Пытанне : Якая велічыня сілы F, пры якой блок рухаецца ўверх?

Адказ :

Блок будзе рухацца ўверх _, калі F ≥ wx + fs_.

Кампанент гравітацыі, паралельны нахіленай плоскасці :

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

Кампанент сілы цяжару, перпендыкулярны нахіленай плоскасці :

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

Звычайная сіла :

N = w _y = 40√2

Статычная сіла трэння :

f _s = µ _s N = (0,5)(40√2) = 20√2

Велічыня сілы F, пры якой блок рухаецца ўверх :

F ≥ wx + fs_​​

F ≥ 40√2 + 20√2

F ≥ 60√2 Ньютана

Правільны адказ — С.

3. Блок масай 8 кг размешчаны на шурпатай нахіленай плоскасці, як паказана на наступным малюнку. Мінімальная знешняя сіла, неабходная для прадухілення саслізгвання блока ўніз, роўная… (sin 37 ^o = 0,6, cos 37 ^o = 0,8, g = 10 мс ^-2 , µ _k = 0,1)

А. 6,4 N

B. 4,6 N

C. 48,5 N

D. 54,4 N

Усходняя 68,8 паўночнай шыраты

Абмеркаванне

Вядома, што :

Маса блока (м) = 8 кг

Паскарэнне сілы цяжару (g) = 10 м/ ^с²

Вага блока (w) = mg = (8)(10) = 80 Ньютанаў

Sin 37 ^o = 0,6

Cos 37 ^o = 0,8

Каэфіцыент кінетычнага трэння (µk ₎ = 0,1

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

Пытанне : Мінімальная знешняя сіла (F), неабходная для падтрымкі блока, каб блок не саслізгваў уніз.

Джаваб :

Блок не саслізгвае ўніз, калі F = w _x

Кампанент гравітацыі, паралельны нахіленай плоскасці :

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

f _k = µ _k N = (0,1)(64) = 6,4

Мінімальная сіла F, пры якой блок не саслізгвае ўніз :

F + _fk – wx ₌ 0

F = w _x – f _k = 48 – 6,4 = 41,6 ньютанаў

4. Аб'ект масай 5,0 кг цягнецца вяроўкай уверх па няроўнай нахіленай плоскасці з сілай 71 Н (g = 10 м/с ^, sin 37 ^o = 0,6, cos 37 ^o = 0,8). Калі каэфіцыент трэння паміж аб'ектам і плоскасцю роўны 0,4, паскарэнне, якое адчувае аб'ект, роўнае…

А. 0,5 мс^-2

B. 2 мс ^-2

C. 2,5 мс ^-2

D. 3 мс ^-2

E. 5 мс ^-2

Абмеркаванне

Вядома, што :

Маса аб'екта (м) = 5 кг

4. Пытанні нацыянальнага экзамену па фізіцы SMA 2012/2013, SA 67 № 5

Аб'ект масай 5,0 кг цягнецца вяроўкай уверх па няроўнай нахіленай плоскасці з сілай 71 Н (g = 10 м/с ^, sin 37 ^o = 0,6, cos 37 ^o = 0,8). Калі каэфіцыент трэння паміж аб'ектам і плоскасцю роўны 0,4, паскарэнне, якое адчувае аб'ект, роўнае…

А. 0,5 мс ^-2

B. 2 мс ^-2

C. 2,5 мс ^-2

D. 3 мс ^-2

E. 5 мс ^-2

Абмеркаванне

Вядома, што :

Маса аб'екта (м) = 5 кг

Паскарэнне сілы цяжару (g) = 10 м/ ^с²

Вага прадмета (w) = mg = (5)(10) = 50 ньютана

Сіла F = 71 Ньютан

Sin 37 ^o = 0,6

Cos 37 ^o = 0,8

Каэфіцыент трэння = 0,4

Пытанне : Паскарэнне аб'екта (а)

Адказ :

Выніковая сіла

Спачатку вылічыце выніковую сілу, якая дзейнічае на аб'ект.

Кампанент сілы цяжару, паралельны нахіленай плоскасці :

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

Кампанент сілы цяжару, перпендыкулярны нахіленай плоскасці :

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

Звычайны стыль :

N = w _y = 40

Кінетычная сіла трэння :

fk ₌ µkN = ( _0,4 )(40) = 16

Рэзультуючая сіла, якая дзейнічае на нахіленую плоскасць:

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

Паскарэнне аб'екта

Паскарэнне аб'екта вылічваецца з дапамогай формулы другога закона Ньютана:

a = ∑F / м = 25 / 5 = 5 м/ ^с²

Правільны адказ — Э.

5.
Паглядзіце на малюнак! Блок спачатку знаходзіцца ў стане спакою, а потым яго цягне ўверх з сілай F, паралельнай нахіленай плоскасці. Маса блока складае 8 кг, каэфіцыент трэння — µ._s = 0,5 і θ = 45^oКаб блок рухаўся ўверх, сіла F павінна быць….

А. 40 N
B. 60 N
C. 60√2 N
D. 80 N
Усходняя шырата 80√2 N

Абмеркаванне
Гэта вядома :
Каэфіцыент статычнае трэнне (µ_s) = 0,5
Вугал (θ) = 45^o
Паскарэнне сілы цяжару (g) = 10 м/с²
Маса блока (м) = 8 кілаграмаў
Вага блока (w) = mg = (8 кг)(10 м/с²) = 80 кг м/с² = 80 Ньютана
Спыталі Велічыня сілы F, пры якой блок рухаецца ўверх
Джаваб :

Правы блок зрушыцца ўверх, калі F ≥ w_x + f_s.
Кампанент гравітацыі, паралельны нахіленай плоскасці :
w_x = w sin θ = (80)(sin 45) = (80)(0,5√2) = 40√2
Кампанент сілы цяжару, перпендыкулярны нахіленай плоскасці :
w_y = w cos θ = (80)(cos 45) = (80)(0,5√2) = 40√2
Звычайная сіла :
N = w_y = 40√2
Статычная сіла трэння :
f_s = µ_s N = (0,5)(40√2) = 20√2
Велічыня сілы F, пры якой блок рухаецца ўверх :
F ≥ w_x + f_s
F ≥ 40√2 + 20√2
F ≥ 60√2 Ньютана
Правільны адказ — С.

6.
Блок масай 8 кг размешчаны на шурпатай нахільнай плоскасці, як паказана на малюнку ніжэй. Мінімальная знешняя сіла, неабходная для прадухілення саслізгвання блока ўніз, роўная… (sin 37^o = 0,6, cos 37^o = 0,8, g = 10 мс^-2, µ_k = 0,1)

А. 6,4 N
B. 4,6 N
C. 48,5 N
D. 54,4 N
Усходняя 68,8 паўночнай шыраты

Абмеркаванне
Гэта вядома :
Маса блока (м) = 8 кг
Паскарэнне сілы цяжару (g) = 10 м/с²
Вага блока (w) = mg = (8)(10) = 80 Ньютанаў
Грэх 37^o = 0,6
Таму што 37^o = 0,8
Каэфіцыент кінетычнага трэння (µ_k) = 0,1
Спыталі Мінімальная знешняя сіла (F), якая ўтрымлівае блок, каб ён не саслізгваў уніз
Джаваб :
Блок не саслізгвае ўніз, калі F = w_x
Кампанент гравітацыі, паралельны нахіленай плоскасці :
w_x = w sin θ = (80)(sin 37) = (80)(0,6) = 48
f_k = µ_k N = (0,1)(64) = 6,4
Мінімальная сіла F, пры якой блок не саслізгвае ўніз :
F + f_k – ж_x = 0
F = w_x - ф_k = 48 – 6,4 = 41,6 Ньютана

7.
Аб'ект масай 5,0 кг цягнецца вяроўкай уверх па няроўнай нахіленай плоскасці з сілай 71 Н (g = 10 м/с).^-2, грэх 37^o = 0,6, cos 37^o = 0,8). Калі каэфіцыент трэння паміж аб'ектам і плоскасцю роўны 0,4, паскарэнне, якое адчувае аб'ект, роўнае…
А. 0,5 мс^-2
B. 2 мс^-2
C. 2,5 мс^-2
D. 3 мс^-2
Усход 5 мс^-2
Абмеркаванне
Гэта вядома :
Маса аб'екта (м) = 5 кг
Паскарэнне сілы цяжару (g) = 10 м/с²
Вага прадмета (w) = mg = (5)(10) = 50 ньютана
Сіла F = 71 Ньютан
Грэх 37^o = 0,6
Таму што 37^o = 0,8
Каэфіцыент трэння = 0,4
Спыталі Паскарэнне аб'екта (а)
Джаваб :
Выніковая сіла
Спачатку вылічыце выніковую сілу, якая дзейнічае на аб'ект.
Кампанент гравітацыі, паралельны нахіленай плоскасці :
w_x = w sin θ = (50)(sin 37) = (50)(0,6) = 30
Кампанент сілы цяжару, перпендыкулярны нахіленай плоскасці :
w_y = w cos θ = (50)(cos 37) = (50)(0,8) = 40
Звычайная сіла :
N = w_y = 40
Кінетычная сіла трэння :
f_k = µ_k N = (0,4)(40) = 16
Рэзультуючая сіла, якая дзейнічае на нахіленую плоскасць:
∑F = F – w_x - ф_k = 71 – 30 – 16 = 25 ньютана
Паскарэнне аб'екта
Паскарэнне аб'екта вылічваецца з дапамогай формулы другога закона Ньютана:
a = ∑F / м = 25 / 5 = 5 м/с²
Правільны адказ — Э.

8. Паглядзіце на малюнак! Блок спачатку знаходзіцца ў стане спакою, а затым яго цягнуць уверх з сілай F, паралельнай нахіленай плоскасці. Маса блока складае 2 кг, каэфіцыент статычнага трэння = 0,3, а вугал = 45 ^° . Каб блок рухаўся роўна ўверх, сіла F павінна быць… g = 10 м/ ^с²

Абмеркаванне
Вядома, што:
m = 2 кг, g = 10 м/с², = 45^o, μ_s = 0,3
Пытанне: Наколькі вялікая сіла F, каб блок рухаўся роўна ўверх?
Адказ:

Інфармацыя: F = сіла расцяжэння, w = сіла цяжару, w_x = кампанента вагі блока, паралельнага паверхні нахіленай плоскасці, w_y = кампанента вагі блока, перпендыкулярная паверхні нахіленай плоскасці, N = нармальная сіла, f_s = сіла статычнага трэння.

У пытанні вядомы каэфіцыент статычнага трэння, гэта азначае, што паверхня нахільнай плоскасці шурпатая, таму існуе сіла трэння, якая стрымлівае рух блока.
Каб блок рухаўся ўверх, сіла F павінна быць роўная w._x + е_sАб'ект рухаецца ўверх, калі F большы за w._x + е_s.

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

Такім чынам, каб блок рухаўся ўверх, тады:
F = w_x + е_s = 10√2 + 3√2 = 13√2 ньютана
Правільны адказ — С.

9. Аб'ект масай 2 кг размешчаны на нахільнай плоскасці, як паказана на малюнку ніжэй. Калі каэфіцыент статычнага трэння паміж блокам і нахільнай плоскасцю роўны 0,2√3 і g = 10 мс ^–2 , то выніковая сіла, якая перамяшчае аб'ект, роўная…

Абмеркаванне
Вядома, што:
m = 2 кг, g = 10 м/с², = 30^o, μ_s = 0,2√3
Пытанне: Якая выніковая сіла перамяшчае аб'ект?

Адказ:

Трэнне заўсёды тармозіць рух аб'екта, таму кірунак сілы трэння адлюстроўваецца як процілеглы кірунку руху аб'екта. Лічыцца, што аб'ект рухаецца ўніз, таму сіла трэння адлюстроўваецца як накіраваная ўверх. Лічыцца, што аб'ект рухаецца ўніз, таму што няма сілы, якая цягне яго ўверх.
w = mg = (2)(10) = 20 ньютана
w_x = w sin 30^o = (20)(½) = 10 Ньютана
w_y = w cos 30^o = (20)( ½ √3) = 10√3 ньютана
N = w_y = 10√3 Ньютана
f_s = μ_s N = (0,2√3)(10√3) = (2)(3) = 6 ньютанаў
Выніковая сіла, якая перамяшчае аб'ект, роўная:
F = w_x - ф_s = 10 – 6 = 4 Ньютана
w_x больш за f_s такім чынам, аб'ект рухаецца ўніз, у напрамку w_x.
Правільны адказ — А.

Крыніца пытання:

Пытанні па фізіцы для нацыянальных экзаменаў у старшай школе/прафесійна-тэхнічнай школе