1. Човек се намира в асансьор, който се движи нагоре с постоянна скорост . Теглото на човека е 800 N. Въжето на асансьора се скъсва веднага, така че той пада. Определете нормалната сила , действаща от пода на асансьора върху човека точно преди и след скъсването на въжето му.
A. 800 N и 0
Б. 800 N и 800 N
Около 1600 N и 0
D. 1600 N и 800 N
Известни:
Тегло (w) = 800 Нютона
Търси се: Нормалната сила (N)
решение:
Преди да се скъса въжето на асансьора
Когато човек стои на пода на асансьора, теглото действа върху него, като посоката на движение е надолу. Този човек е в покой, така че трябва да има нормална сила, действаща върху него, като посоката на нормалната сила е нагоре, а големината на нормалната сила е същата като големината на теглото.
Тъй като човекът е в покой в асансьора, а асансьорът се движи с постоянна скорост (не ускорение), така че няма нетна сила, която да действа върху човека.
∑F = 0
N – w = 0
N = w
N = 800 Нютона
След като въжето на асансьора се скъса
След скъсване на въжето на асансьора, асансьорът и свободният човек падат заедно, като големината и посоката на тяхното ускорение са същите като ускорението, причинено от гравитацията. Върху човека не действа нормална сила.
Правилният отговор е А.
2. Блок с маса 20 грама се движи с постоянна скорост върху неравен хоризонтален под, ако върху него действа външна сила от 2 N. Определете големината на силата на триене, изпитвана от блока.
A. 0.3 N
Б. 1.4 N
C. 2.0 N
D. 3.6 N
Известни:
Маса (m) = 20 грама
Сила (F) = 2 нютона
Търси се: Големина на силата на триене, упражнявана от блока.
решение:
Въз основа на първия закон за движението на Нютон, ако блок се движи с постоянна скорост, тогава блокът няма ускорение. Блокът се движи с постоянна скорост и няма ускорение, ако:
– Големината на силата на триене ( Ffric ) е същата като големината на външната сила (F)
– Силата на триене ( Ffric ) е с обратна посока на външната сила (F)
Приложете първия закон за движението на Нютон:
∑ F = 0
F – Fфрик = 0
F = F фрик
Ffric = 2 Нютона
Правилният отговор е C.
3. Гладка наклонена равнина с дължина 0.6 м и височина 0.4 м. Блок с тегло 1350 N ще се движи нагоре по наклонената равнина. Определете големината на силата, необходима за преместване на блока.
A. 100 N
Б. 300 N
C. 600 N
D. 900 N
Известни:
Тегло на блока (w) = 1350 нютона
хип = 0.6 м
opp = 0.4 м
Търси се: Минималната сила
решение:
hyp = ac = 0.6 м
opp = bc = 0.4 м
Sin θ = bc / ac = 0.4 / 0.6 = 4/6 = 2/3
Въз основа на първия закон за движението на Нютон, блокът започва да се движи нагоре, тогава външната сила (F) е поне същата като хоризонталния компонент на теглото (wx ).
∑ F = 0
F – w x = 0
F = w x
Ако F = wx , тогава обектът започва да се движи нагоре с постоянна скорост.
w x = w sin θ = (1350)(2/3) = (2)(450) = 900 нютона
Верният отговор е Д.
4. Три сили, F1 = 22 N, F2 = 18 N и F3 = 40 N, действат върху блок. Коя фигура описва първия закон на Нютон?
решение:
Първи закон на Нютон: Нетна сила (ΣF) = 0.
A. F1 + F2 – F3 = 22 N + 18 N – 40 N = 40 N – 40 N = 0
Б. F2 + F3 – F1 = 18 N + 40 N – 22 N = 58 N – 22 N = 36 N (надясно)
C. F2 + F3 – F1 = 18 N + 40 N – 22 N = 58 N – 22 N = 36 N (надясно)
D. F1 + F3 – F2 = 22 N + 40 N – 18 N = 62 N – 18 N = 44 N (наляво)
