Прыклады пытанняў па законе Ньютана

20 прыкладаў законаў Ньютана

Першы закон Ньютана

1. Калі выніковая сіла, якая дзейнічае на аб'ект, роўная нулю, то...

(1) аб'ект не будзе паскарацца

(2) аб'екты заўсёды знаходзяцца ў стане спакою

(3) змена хуткасці аб'екта роўная нулю

(4) аб'ект не можа рухацца па прамой лініі з пастаяннай хуткасцю

Праўда ў тым, што…

А. (1), (2) і (3)

B. Толькі (1) і (3)

C. Толькі (2) і (4)

толькі D. (4)

E. (1), (2), (3) і (4)

Абмеркаванне

Правільны адказ:

(1) Аб'ект не будзе паскарацца

Рэзультуючая сіла прымушае аб'ект паскарацца. Калі выніковая сіла роўная нулю, аб'ект не будзе паскарацца.

(2) Аб'екты заўсёды знаходзяцца ў стане спакою

Першы закон Ньютана сцвярджае, што калі выніковая сіла, якая дзейнічае на аб'ект, роўная нулю, то аб'ект, які знаходзіцца ў стане спакою, будзе заставацца ў стане спакою , а аб'ект, які рухаецца з пастаяннай хуткасцю (раўнамерны лінейны рух), будзе рухацца з пастаяннай хуткасцю.

(3) Змена хуткасці аб'екта роўная нулю

Змена хуткасці = паскарэнне. Змена хуткасці аб'екта роўная нулю, гэта значыць, што паскарэнне аб'екта роўна нулю. Калі паскарэнне роўна нулю, то і выніковая сіла, якая дзейнічае на аб'ект, роўная нулю.

Правільны адказ — А.

Прадметы ў ліфце

2. Калі Сандзі знаходзіцца ў нерухомым ліфце, яго вага складае 500 Н. Паскарэнне сілы цяжару = 10 мс ^–2 . Калі ліфт паскараецца, нацяжэнне троса становіцца 750 Н. Такім чынам, паскарэнне ліфта роўнае…

А. 5,0 мс ^–2

B. 7,5 мс ^–2

C. 10,0 мс ^–2

D. 12,5 мс ^–2

E. 15,0 мс ^–2

Абмеркаванне

Вядома, што:

Вага па коду (w) = 500 Ньютан = 500 кг/мс⁻² ⁽ ліфт у стане спакою)

Паскарэнне сілы цяжару (g) = 10 м ^{/ с}

Маса пароля (м) = 500 / 10 = 50 кг

Нацяжэнне троса (Т) = 750 Н (ліфт з паскарэннем)

Масай ліфта грэбуюць.

Пытанне: Паскарэнне ліфта

Адказ:

Ліфт знаходзіцца ў стане спакою, паскарэння няма (a = 0). Сіла, накіраваная ўверх, дадатная, сіла, накіраваная ўніз, адмоўная.

ΣF = ма

Т – w = 0

Т = w

T = 500 Ньютанаў

Калі ліфт паскараецца ўніз, сіла нацяжэння канатаў становіцца меншай за 500 ньютаў. З іншага боку, калі ліфт паскараецца ўверх, сіла нацяжэння канатаў становіцца большай за 500 ньютаў.

Нацяжэнне вяроўкі становіцца 750 Н, што прымушае ліфт паскарацца ўверх. Сілы, якія дзейнічаюць у тым жа кірунку, што і рух ліфта, з'яўляюцца дадатнымі, а сілы ў процілеглым кірунку — адмоўнымі.

T – w = ма

750 – 500 = 50 а

250 = 50 а

а = 250/50

a = 5,0 мс ^–2

Правільны адказ — А.

3. Чалавек масай 60 кг знаходзіцца ў ліфце, які рухаецца ўніз з паскарэннем 3 мс ^-2 . Калі паскарэнне сілы цяжару роўна 10 мс ^-2 , то велічыня нармальнай сілы, якая дзейнічае на чалавека з боку падлогі ліфта, роўная...

А. 180 N

B. 200 N

C. 340 N

D. 420 N

Усходняя 600 паўночнай шыраты

Абмеркаванне

Вядома, што:

Маса (м) = 60 кг

Паскарэнне чалавека і ліфта (а) = 3 м/ ^с²

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

Гравітацыя (w) = mg = (60)(10) = 600 ньютана

Запытана: нармальная сіла (Н)

Адказ:

На чалавека ў ліфце дзейнічаюць дзве сілы: гравітацыя (w) і нармальная сіла, якая аказваецца на чалавека падлогай ліфта (N). Існуюць тры вектарныя велічыні: гравітацыя, нармальная сіла і паскарэнне ліфта, дзе гравітацыя накіравана ўніз, нармальная сіла — уверх, а паскарэнне ліфта — уніз. Вектарная велічыня, накіраваная ўніз, мае дадатны знак, а вектарная велічыня, накіраваная ўверх, — адмоўны знак.

∑ F = ма

w – N = (60)(3)

600 – N = 180

N = 600 – 180

N = 420 Ньютанаў

Правільны адказ — Д.

4. Рэза, масай 40 кг, знаходзіцца ў ліфце, які рухаецца ўверх. Калі сіла падлогі ліфта на ногі Рэзы роўная 520 Н, а паскарэнне сілы цяжару роўнае 10 мс ^-2 , то паскарэнне ліфта роўна...

А. 1,0 мс ^-2

B. 1,5 мс ^-2

C. 2,0 мс ^-2

D. 2,5 мс ^-2

E. 3,0 мс ^-2

Абмеркаванне

Вядома, што:

Маса (м) = 40 кг

Нармальная сіла (Н) = 520 Н

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

Сіла цяжару (w) = mg = (40)(10) = 400 Н

Пытанне: Паскарэнне ліфта

Адказ:

∑ F = ма

400 – 520 = (40)(а)

-120 = (40)(а)

а = -120/40

a = -3 м/ ^с²

Паскарэнне ліфта складае 3 м/с² ^. Знак «адмоўны» азначае, што ліфт рухаецца ўверх.

Правільны адказ — Э.

5. Чалавек масай 60 кг знаходзіцца ў ліфце, які рухаецца ўніз з паскарэннем 3 мс ^-2 . Які ціск аказваюць ногі чалавека на падлогу ліфта?

Абмеркаванне

Вядома, што:

Маса чалавека (м) = 60 кг

Вага чалавека (w) = mg = (60 кг)(10 м/с² ⁾ = 600 кг м/с² ⁼ 600 ньютана

Паскарэнне ліфта (a) = 3 м/с² ^, уніз.

Пытанне: Які ціск аказваюць ногі чалавека на падлогу ліфта?

Адказ:

Ліфт рухаецца ўніз з паскарэннем (а) 3 м/с² ^. Сіла , якая дзейнічае ў напрамку руху ліфта, дадатная, сіла ў процілеглым кірунку — адмоўная.

w – N = ma

N = w – ma

N = 600 – (60)(3)

N = 600 – 180

N = 420 Ньютанаў

Гэта нармальная сіла, з якой падлога ліфта дзейнічае на чалавека. Чалавек нерухомы ў ліфце, таму велічыня нармальнай сілы роўная бачнай вазе чалавека. Бачная вага роўная ціску ног чалавека на падлогу.

Сістэма нагрузкі на шкіў з канатом

6. Два прадметы A і B, кожны масай 6 кг і 2 кг, прывязаны вяроўкай праз шкіў, як паказана на малюнку. Калі трэннем паміж вяроўкай і шківам занядбаць і g = 10 мс ^-2 , то нацяжэнне вяроўкі будзе...

А. 20 N

B. 24 N

C. 27 N

D. 30 N

Усходняя 50 паўночнай шыраты

Абмеркаванне

Вядома, што:

m _A = 6 кг, m _B = 2 кг, g = 10 м/с ²

w _A = m _A g = (6 кг)(10 м/с² ⁾ = 60 кг м/ ^с²

w _B = m _B g = (2 кг)(10 м/с² ⁾ = 20 кг м/ ^с²

Пытанне: Якая сіла нацяжэння вяроўкі (Т)?

Адказ:

w _A > w _B , таму сістэма рухаецца супраць гадзіннікавай стрэлкі (m _A рухаецца ўніз, m _B рухаецца ўверх).

Паскарэнне

ΣF = ма

w _A – w _B = (m _A + m _B ) a

60 – 20 = (6 + 2) а

40 = (8) а

a = 40 / 8 = 5 м/ ^с²

Нацяжэнне вяроўкі 

м _А рухаецца ўніз

w _A – T _A = m _A a

60 – T _A = (6)(5)

60 – TA ₌ 30

TA = 60 – ₃₀

T2 = 30 _{ньютана}

m _B рухаецца ўверх

T _B – w _B = m _B a

Т _B – 20 = (2)(5)

Т _Б – 20 = 10

Т _B = 10 + 20

T1 = 30 _{ньютана}

Нацяжэнне струны (Т) = 30 ньютаўнаў.

Правільны адказ — Д.

7. Паглядзіце на малюнак збоку! Трэннем вяроўкі і шківа не ўлічваем. Калі маса A = 5 кг, g = 10 м/с ^і A рухаецца ўніз з паскарэннем 2,5 м/с ^, то якая маса B?

А. 0,5 кг

Б. 1 кг

C. 1,5 кг

D. 2 кг

E. 3 кг

Абмеркаванне

Вядома, што:

Маса А (м _А ) = 5 кг

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

Паскарэнне A або паскарэнне сістэмы (a) = 2,5 м/ ^с²

Вага A (w _A ) = (m _A )(g) = (5)(10) = 50 ньютана

Пытанне: якая маса B (m _B )?

Адказ:

Блок А рухаецца ўніз, таму вага А (wA ₎ большая за вагу B (wB ₎.

Ужывайце другі закон Ньютана:

ΣF = ма

w _A – w _B = (m _A + m _B ) a

50 – (м _B )(10) = (5 + м _B ) (2,5)

50 – 10 м _B = 12,5 + 2,5 м _B

50 – 12,5 = 2,5 м² ₊ 10 _м²

37,5 = 12,5 м _В

м _B = 3 кг

Правільны адказ — Э.

8. Два прадметы масай 2 кг і 3 кг звязаны вяроўкай, а затым прымацаваны да блока, масай якога не лічацца, як паказана на малюнку.

Калі велічыня паскарэння гравітацыі = 10 мс⁻² ^, то сіла нацяжэння вяроўкі, якую адчувае сістэма, роўная...

А. 20 N

B. 24 N

C. 27 N

D. 30 N

Усходняя 50 паўночнай шыраты

Абмеркаванне

Вядома, што:

м1 = ₂ кг, м2 ₌ 3 кг, g = 10 м/ ^с2

w² ₌ (м² ₎ (г) = (2 кг)(10 м/с² ⁾ = 20 кг м/с² ^або 20 ньютана

w² ₌ (м² ₎ (г) = (3 кг)(10 м/с² ⁾ = 30 кг м/с² ^або 30 ньютана

Пытанне: Якая сіла нацяжэння вяроўкі (Т)?

Адказ:

w2 > w1 _{, таму} сістэма рухаецца па гадзіннікавай стрэлцы (m2 _{рухаецца} ўніз, m1 _{рухаецца} ўверх).

Паскарэнне

ΣF = ма

w² – w1 ₌ ( _m1 + _{m2 )} a

30 – 20 = (2 + 3) а

10 = (5) а

a = 10 / 5 = 2 м/ ^с².

Нацяжэнне вяроўкі 

м² _{рухаецца} ўніз

w² – _T² = _м²a​​

30 – Т2 ₌ (3)(2)

30 – Т2 ₌ 6

Т2 = 30 – ₆

T2 = 24 _{ньютана}

m ₁ рухаецца ўверх

T1 – _w1 = _m1a​​

Т1 – ₂₀ = (2)(2)

Т1 – ₂₀ = 4

Т1 = 20 + ₄

T1 = 24 _{ньютана}

Нацяжэнне струны (Т) = 24 ньютаўнаў.

Правільны адказ — Б.

9. Два блокі злучаны гладкім блокам, і маса блока не ўлічваецца, як паказана на малюнку. Маса A = m _A , маса B = m _B , а блок B падае з паскарэннем a. Калі паскарэнне сілы цяжару роўна g, то велічыня нацяжэння вяроўкі, якое ўзнікае ў блоку B, роўная…

А. Т = м_B.a

B. T = m _A (a – g)

C. T = м _A (г – а)

D. T = m _B (a – g)

E. T = m _B (g – a)

Абмеркаванне

Плоская паверхня гладкая, таму няма сілы трэння, якая перашкаджае руху блока А. Сілай, якая рухае сістэму блокаў, з'яўляецца вага блока В.

Разлічыце паскарэнне сістэмы:

Разлічыце сілу нацяжэння вяроўкі (Т):

Разгледзім рух аднаго з аб'ектаў, напрыклад, А. А рухаецца направа.

Замяніце _m₁₀ у раўнанні 1 на _m₁₀ у раўнанні 2.

Правільны адказ — Э.

10. Блок масай 10 кг размешчаны на шурпатай падлозе, а затым цягнецца пад дзеяннем гарызантальнай сілы F. Калі каэфіцыент статычнага трэння роўны μ_s = 0,5 і каэфіцыент кінетычнага трэння μ_k = 0,3. Вызначце велічыню сілы трэння, калі блок пачынае рухацца. (g = 10 м/с²)
Абмеркаванне
Блок будзе рухацца дакладна тады, калі велічыня сілы цягі = велічыні максімальнай сілы статычнага трэння. Статычнае трэнне дзейнічае на аб'ект (тармозіць рух аб'екта), калі аб'ект цягнецца, але аб'ект яшчэ не рухаецца. Статычнае трэнне мае максімальнае значэнне, калі аб'ект вось-вось пачне рухацца (аб'ект яшчэ не рухаецца, аб'ект амаль рухаецца). І наадварот, кінетычнае трэнне дзейнічае на аб'ект (тармозіць рух аб'екта), калі аб'ект ужо рухаецца.
Вядома, што:
Пытанне: Максімальная сіла статычнага трэння (f_s)?
Адказ:
Калі аб'ект знаходзіцца на роўнай плоскасці, як на малюнку, велічыня нармальнай сілы = вазе аб'екта.
Нармальная сіла (Н) = сіла цяжару (Вт) = 100 ньютана
Формула максімальнай сілы статычнага трэння:
Каэфіцыент кінетычнага трэння ў разліках не выкарыстоўваецца.

11. Два блокі злучаны лёгкай вяроўкай, якую цягне гарызантальная сіла F = 20 Н (гл. малюнак). Калі g = 10 мс^-2 а каэфіцыент кінетычнага трэння паміж блокам і паверхняй роўны 0,1, вызначце велічыню паскарэння блока...
Абмеркаванне
Вядома, што:
Пытанне: паскарэнне (а) блока?
Адказ:
12. Блок А масай 2 кг і блок В масай 4 кг размешчаны так, як паказана на малюнку. Калі каэфіцыент трэння падлогі ў 3 разы перавышае каэфіцыент трэння блока В, блок А будзе рухацца з паскарэннем 5 м/с.^-2Такім чынам, суадносіны сілы трэння паміж блокам А і падлогай да блокаў А і В роўна… g = 10 м/с²
Абмеркаванне
Вядома, што:
Спыталі:
Параўнанне сілы трэння блока А і падлогі (f_{s A}) з сілай трэння блокаў A і B (f_{s B})?
Адказ:

13. Паглядзіце на малюнак збоку! Маса кожнага блока роўная m.₁ = 2 кг і м₂ = 3 кг, а масай шківа не кіруем. Калі паверхня плоскасці гладкая і g = 10 мс^-2, тады паскарэнне сістэмы роўнае ….
А. 0,5 мс^-2
B. 2,0 мс^-2
C. 2,5 мс^-2
D. 4,0 мс^-2
E. 6,0 мс^-2
Абмеркаванне
Вядома, што:
m₁ = 2 кг, м₂ = 3 кг, g = 10 мс^-2
w₂ = м₂ g = (3)(10) = 30 кг м/с² або 30 ньютанаў
Пытанне: Паскарэнне сістэмы (а)?
Адказ:
14. Аб'ект з масай злучаны вяроўкай, якая праходзіць праз гладкі шкіў, як паказана на малюнку. Калі m₁ = 2 кг, м₂ = 3 кг і g = 10 мс^-2, тады велічыня сілы нацяжэння вяроўкі T роўная…
А. 10,2 N
B. 13,3 N
C. 15,5 N
D. 18,3 N
Усходняя 24,0 паўночнай шыраты
Абмеркаванне
Вядома, што:
m₁ = 2 кг, м₂ = 3 кг, g = 10 мс^-2
w₁ = (2)(10) = 20 Ньютана
w₂ = (3)(10) = 30 Ньютана
Пытанне: Якая велічыня сілы нацяжэння вяроўкі (Т)?
Адказ:
w₂ = 30 ньютанаў больш за w₁ = 20 ньютанаў, такім чынам, м₂ рухацца ўніз, м₁ рухацца ўверх.
Формула другога закона Ньютана:
Сіла нацяжэння вяроўкі?
У залежнасці ад кірунку руху сістэмы або кірунку паскарэння сістэмы, кірунак сілы цяжару m₂ уніз, кірунак сілы нацяжэння вяроўкі на m₂ да вяршыні:
w₂ - T₂ = м₂ a
30 – Т₂ = (3)(2)
30 – Т₂ = 6
T₂ = 30 6 – XNUMX XNUMX
T₂ = 24 Ньютана
Кірунак сілы цяжару м₁ уніз, кірунак сілы нацяжэння вяроўкі на m₁ да вяршыні:
T₁ – ж₁ = (м₁)(а)
T₁ – 20 = (2)(2)
T₁ - 20 = 4
T₁ = 4 + 20
T₁ = 24 Ньютана
Сіла нацяжэння вяроўкі (T) = T₁ = Т₂ = 24 ньютана.

15. Два блокі, кожны масай 4 кг, злучаныя вяроўкай і блокам, як паказана на малюнку. Паверхня і блок гладкія. Калі блок B цягнуць з гарызантальнай сілай 50 Н, паскарэнне блока складзе… (g = 10 м/с²)
А. 1,25 м/с²
B. 7,5 м/с²
С. 10 м/с²
D. 12,5 м/с²
Усходняя 15 м/с²
Абмеркаванне
Вядома, што:
m_A = 4 кг, м_B = 4 кг, g = 10 м/с²
w_A = (м_A)(г) = 4)(10) = 40 Ньютанаў
F = 50 Ньютанаў
Пытанне: паскарэнне сістэмы?
Адказ:
Формула другога закона Ньютана:
Паскарэнне абодвух блокаў складае 1,25 м/с²Кірунак руху двух блокаў = кірунак сілы расцяжэння F.

16. Паглядзіце на малюнак збоку! Масы блокаў m1 ₌ 6 кг і m2 ₌ 4 кг, а масай шківа не ўлічваецца. Калі паверхня плоскасці гладкая і g = 10 м/с ^, то паскарэнне сістэмы роўнае….

А. 0,5 мс^-2
B. 2,0 мс^-2
C. 2,5 мс^-2
D. 4,0 мс^-2
E. 5,0 мс^-2

Абмеркаванне
Вядома, што:
m₁ = 6 кг, м₂ = 4 кг, g = 10 м/с²
w₁ = м₁ g = (6 кг)(10 м/с²) = 60 кг м/с² або 60 ньютанаў
w₂ = м₂ g = (4 кг)(10 м/с²) = 40 кг м/с² або 40 ньютанаў
Пытанне: паскарэнне сістэмы (а)?
Адказ:

m₁знаходзіцца на гладкай, роўнай паверхні без трэння, так што сістэма прыводзіцца ў рух гравітацыя блок 2.
Тэрапкан Другі закон Ньютана :
∑F = ма
w₂ = (м₁ + м₂)
40 Н = (6 кг + 4 кг) а
40 Н = (10 кг) а
a = 40 Н / 10 кг
a = 4 м/с²
Правільны адказ — Д.

17. Два блокі, кожны масай 2 кг, злучаныя вяроўкай і блокам, як паказана на малюнку. Паверхня і блок гладкія. Калі блок B цягнуць з гарызантальнай сілай 40 Н, паскарэнне блока складзе… (g = 10 м/ ^с² )

А. 5 м/с²
B. 7,5 м/с²
С. 10 м/с²
D. 12,5 м/с²
Усходняя 15 м/с²

Абмеркаванне:
Вядома, што:
m_A = м_B = 2 кг, g = 10 м/с², F = 40 Н
w_A = мг = (2)(10) = 20 Н
Пытанне: паскарэнне блока (а)?
Адказ:
Паверхня блока гладкая, таму сіла, якая ўплывае на рух блока, складае толькі сіла F і вага блока А.
Ужывайце другі закон Ньютана:
∑F = ма
Пн – Сн_A = (м_A + м_B)
40 – 20 = (2 + 2) а
20 = (4) а
а = 20/4
a = 5 м/с²
Правільны адказ — А.

Нахіленая плоскасць

18. Блок масай 2 кг знаходзіцца на гладкай нахіленай плоскасці з вуглом нахілу = 30^o, так што блок рухаецца з пастаянным паскарэннем. Калі g = 10 мс^-2, тады велічыня сілы, якая рухае блок, роўная...
А. 5 N
B. 6 N
C. 7 N
D. 8 N
Усходняя 10 паўночнай шыраты
Абмеркаванне
Вядома, што:
m = 2 кг, g = 10 м/с², тэта = 30^o
w = mg = (2)(10) = 20 кг м/с² = 20 Н.
Пытанне: Якая сіла перамяшчае блок?
Адказ:

Сіла, якая перамяшчае блок, роўная w_x.
w_x = w sin teta
w_x = (20 Н)(sin 30^o)
w_x = (20 Н)(0,5)
w_x = 10 Н.
Сіла, якая рухае блок, роўная 10 ньютанам.
Правільны адказ — Э.

19. Два блокі злучаны лёгкай вяроўкай, якую цягне гарызантальная сіла F = 24 Н. g = 10 мс^-2 а паверхня падлогі слізкая. Велічыня паскарэння блока з выкарыстаннем другога закона Ньютана для кожнага аб'екта роўная...
Абмеркаванне
Вядома, што:
m₁ = 2 кг, м₂ = 4 кг, F = 24 Н
Пытанне: Якое паскарэнне бруска (а)?
Адказ:
Велічыня паскарэння блока складае 4 м/с².

20. У нерухомым ліфце вага Сандзі складае 500 Н. Паскарэнне сілы цяжару = 10 мс.^-2Калі ліфт паскараецца, нацяжэнне троса становіцца 750 Н. Такім чынам, паскарэнне ліфта складае...
А. 5,0 мс^-2
B. 7,5 мс^-2
C. 10,0 мс^-2
D. 12,5 мс^-2
Усходняя 15,0 мс^-2
Абмеркаванне
Вядома, што:
w = 500 Н, g = 10 м/с², Т = 750 Н
Пытанне: паскарэнне ліфта (а)?
Адказ:
Маса пароляў:
w = мг
500 = м (10)
m = 500/10
m = 50 кг
Маса ліфта невядомая, таму агульная маса ліфта і яго змесціва = маса кода.
Згодна з першым законам Ньютана, калі ліфт нерухомы, то выніковая сіла = 0.
Сіла нацяжэння каната (Т) пры нерухомым пад'ёмніку = 500 Н.
Калі ліфт паскараецца, сіла нацяжэння троса (T) становіцца роўнай 750 Н або павялічваецца на 250 Н.

Паскарэнне ліфта складае 5 м/с² а кірунак паскарэння = кірунак руху ліфта ўверх.

Крыніца пытання:

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