Формула на закона на Нютон

Примерни въпроси и формули за законите на Нютон

Първият закон на Нютон

1. Човек се намира в асансьор, който се движи с постоянна скорост нагоре. Теглото на човека е 800 N. Внезапно стоманеното въже, дърпащо асансьора, се скъсва, което води до падането му. Нормалната сила от пода на асансьора върху човека непосредствено преди и след скъсването на стоманеното въже е….

1. 800 N и 0
2. 800 N и 800 N
3. 1600 N и 0
4. 1600 N и 800 N

Дискусия
Известно е, че:
Тегло (w) = 800 нютона
Въпрос: Нормалната сила (N), действаща върху човека непосредствено преди и след скъсването на стоманеното въже
Отговор:
Мигове преди стоманеното въже да се скъса
Когато човек стои на пода на асансьора, силата на гравитацията действа върху него и посоката на силата е надолу (вижте илюстрацията по-долу). Човекът е неподвижен в асансьора, така че трябва да има нормална сила, която уравновесява теглото му, като тази сила е насочена нагоре и е със същата величина като гравитацията. Нормалната сила, която подът упражнява върху човека, е нормалната сила, която действа върху него.
Тъй като човекът е неподвижен в асансьора, а асансьорът се движи с постоянна скорост (без ускорение), резултантната сила, действаща върху човека, е нула.
∑F = 0
N – w = 0
N = w
N = 800 Нютона

След като стоманеното въже се скъса
След скъсване на стоманеното въже, асансьорът и човекът падат свободно заедно, като големината и посоката на ускорението на свободното падане на асансьора и човека са равни на ускорението на гравитацията на Земята. Асансьорът и човекът падат свободно заедно, така че няма нормална сила, упражнявана от пода на асансьора върху човека. Човекът пада и краката му не могат да окажат натиск върху пода на асансьора, защото асансьорът също пада.
Верният отговор е А.

2. Три сили, всяка с големина F1 ₌ 22 N, F2 ₌ 18 N и F3 ₌ 40 N, са приложени към дървен блок. Силите, действащи върху блока, които се подчиняват на първия закон на Нютон, са показани на фигурата...

Дискусия

Първи закон на Нютон: Резултантна 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)

Г. F1 ₊ F3 _– F2 ₌ 22 N + 40 N – 18 N = 62 N – 18 N = 44 N (вляво)

Верният отговор е А.

Вторият закон на Нютон

3.
Вижте снимката!
Блок с маса 40 kg се дърпа със сила 200 N, което води до ускорение от 3 m/s.² Така че големината на силата на триене, която възниква върху обекта/блока, е...

1. 15 N
2. 40 N
3. 43 N
4. 80 N

Дискусия
Известно е, че:
Маса (m) = 40 kg
Сила (F) = 200 N
Ускорение (a) = 3 m/s²
Въпрос: Големината на силата на триене (F)_g)
Отговор:
Формула от втория закон на Нютон:
∑F = mA
Описание: ∑F = резултантна сила, m = маса, a = ускорение

Посоката на сила F е надясно, докато посоката на триене е наляво (посоката на триене е противоположна на посоката на движение на обекта). Посоката надясно е избрана като положителна, а посоката наляво е избрана като отрицателна.
∑F = mA
Ф – Ф_g = ма
200 – Е_g = (40)(3)
200 – Е_g = 120
F_g = 200 - 120
F_g = 80 Нютона
Верният отговор е Д.

4. Блок А с маса 100 грама се поставя върху блок Б с маса 300 грама, след което блок Б се избутва вертикално нагоре със сила 5 N. Ако блоковете не се движат един друг, тогава големината на нормалната сила, действаща от блок Б върху блок А, е….

1. 1 N
2. 1,25 N
3. 2 N
4. 3 N

Дискусия
Известно е, че:
Сила на тягата (F) = 5 нютона
Маса на блок А (м_A) = 100 грама = 0,1 кг
Маса на блок B (m_B) = 300 грама = 0,3 кг
Ускорение на гравитацията (g) = 10 m/s²
Тегло на блок А (w_A) = (0,1 кг)(10 м/с²) = 1 кг м/с² = 1 Нютона
Тегло на блок B (w_B) = (0,3 кг)(10 м/с²) = 3 кг м/с² = 3 Нютона

Въпрос: Нормална сила от блок B върху блок A
Отговор:
Върху двата блока действат няколко сили, както е показано на фигурата по-долу.
F = сила на тягата (действаща върху блок B)
w_A = силата на гравитацията на блок А (действаща върху блок А)
w_B = теглото на блок B (действащо върху блок B)
N_A = нормална сила от блок B върху блок A (действаща върху блок A)
N_A' = нормална сила от блок А върху блок B (действаща върху блок B)

Разгледайте двата блока като една система:
Приложете втория закон на Нютон към двата блока:
∑F = mA
П – С_A - w_B + N_A - Н_A' = (м_A + м_B) На
N_A и Н_A' е сила на действие-противодействие, която има същата величина, но противоположна посока, така че се елиминира от уравнението.
П – С_A - w_B = (м_A + м_B) На
5 – 1 – 3 = (0,1 + 0,3) а
5 – 4 = (0,4) а
1 = (0,4) а
а = 1 / 0,4
a = 2,5 м/с²
Наличието на сила (F) от 5 нютона, действаща вертикално нагоре върху двата блока, кара двата блока да се движат вертикално нагоре с ускорение от 2,5 m/s.².

Разгледайте блок А:
Приложете втория закон на Нютон към блок А:
∑F = mA
N_A - w_A = m_A a
N_A – 1 = (0,1)(2,5)
N_A - 1 = 0,25
N_A = 1 + 0,25
N_A = 1,25 Нютона
Нормалната сила, приложена от блок B върху блок A, е 1,25 нютона.
Верният отговор е Б.

Третият закон на Нютон

5. Обърнете внимание на следното твърдение!

(1) Пътниците бяха бутнати напред, когато автобусът, който се движеше равномерно, внезапно спря рязко.

(2) Купчината книги върху картона няма да падне, когато картонът се издърпа бързо.

(3) При игра на скейтборд, когато свободният крак натиска земята назад, скейтбордът ще се плъзне напред.

(4) Греблото на лодката се избутва назад, лодката се движи напред.

Горното твърдение, което е в съответствие с третия закон на Нютон, е...

А. (1) и (2)

Б. (1) и (3)

В. (2) и (3)

Г. (3) и (4)

Дискусия

(1) Първият закон на Нютон

(2) Първият закон на Нютон

(3) Третият закон на Нютон

(4) Третият закон на Нютон

Верният отговор е Д.

Източник на въпроса:

Въпроси за националния изпит по природни науки в прогимназията/ислямската прогимназия

Въпроси за OSN по физика в прогимназията