4 primjera pitanja o centripetalnoj sili
1. Predmet mase 200 grama vezan je za lagano uže, a zatim se horizontalno rotira konstantnom ugaonom brzinom od 5 rad s –1 , kao što je prikazano na sljedećoj slici. Ako je dužina užeta l = 60 cm, tada je veličina centripetalne sile koja djeluje na predmet…
A. 0,3 N
B. 0,6 N
C. 3 N
D. 6 N
I. 30 S
Diskusija
Poznato je da:
Masa objekta (m) = 200 grama = 200/1000 kg = 2/10 kg = 0,2 kg
Ugaona brzina (ω) = 5 radijana/sekundi
Dužina užeta = poluprečnik (r) kružne putanje = 60 cm = 60/100 metara = 0,6 metara
Pitanje: Veličina centripetalne sile koja djeluje na objekt je….
Odgovor:
Centripetalna sila je rezultantna sila koja uzrokuje da objekt osjeti centripetalno ubrzanje. Formula za centripetalnu silu je:
∑ F = ma s
∑ F = mv² / r = mω²r
Opis: ∑ F = centripetalna sila, m = masa objekta, v = tangencijalna brzina, ω = ugaona brzina, r = poluprečnik kružne putanje.
∑ F = m ω 2 r = (0,2)(5) 2 (0,6) = (0,2)(25)(0,6) = 3 Njutna
Tačan odgovor je C.
2. Učenik vrti kamen vezan za kraj kanapa. Kamen se rotira horizontalno kao što je prikazano gore. Ako se brzina rotacije kamena udvostruči, centripetalna sila postaje...
A. 6 puta originalno
B. 5 puta originalno
C. 4 puta originalno
D. 2 puta ponovo
E. 2 puta originalno
Diskusija
Poznato je da:
Masa kamena = m
Brzina kamena = v
Dužina užeta = poluprečnik = r
Pitanje: Ako se brzina udvostruči, centripetalna sila postaje...
Odgovor:
Ako se brzina udvostruči, centripetalna sila postaje:
Centripetalna sila postaje 4 puta veća od prvobitne.
Tačan odgovor je C.
3. Krivina na ravnom putu je projektovana da je automobil prelazi maksimalnom brzinom od 10 ms –1 . Koeficijent trenja između guma i puta je 0,5, a poluprečnik krivine puta je R m. Tada je vrijednost R…. (g = 10 ms –2 )
A. 7,5 metara
B. 8,0 metara
C. 10 metara
D. 15 metara
E. 20 metara
Diskusija
Poznato je da:
Brzina (v) = 10 m/s
Koeficijent trenja između gume i ceste (μs ) = 0,5
Ubrzanje usljed gravitacije (g) = 10 m/ s²
Pitanje: Poluprečnik krivine puta (R metri)
Odgovor:
Jedina rezultantna horizontalna sila koja djeluje na automobil kada se okreće je statičko trenje . Formula za statičko trenje je:
4. Automobil se kreće u krivini na putu u položaju M kao što je prikazano na slici ispod.
Koeficijent statičkog trenja između točkova i puta je 0,4 (gravitacijsko ubrzanje 10 m/s -2 ). Da bi se spriječilo da automobil skrene sa staze, maksimalna dozvoljena brzina je…
A. √10ms-1
B. 2 √ 10 ms -1
C. 4 √ 10 ms -1
D. 5 √ 10 ms -1
E. 6 √ 10 ms -1
Diskusija
Poznato je da:
Statički koeficijent trenja (μs ) = 0,4
Ubrzanje usljed gravitacije (g) = 10 m/ s²
Poluprečnik krivine (R) = 40 metara
Pitanje: maksimalna brzina (v)
Odgovor:
Newtonov drugi zakon kretanja pri jednoličnom kružnom kretanju
Informacije:
ΣF = centripetalna sila = rezultantna sila = ukupna sila, m = masa objekta, a s = centripetalno ubrzanje, v = linearna brzina, R = poluprečnik zakrivljenosti
Centripetalna sila
Centripetalna sila je rezultantna sila usmjerena prema centru kružne putanje. Kada se automobil kreće u krugu, jedina sila usmjerena prema centru je statičko trenje, tako da je statičko trenje centripetalna sila.
Formula za statičku silu trenja:
Informacije:
μ s = koeficijent statičkog trenja, w = težina objekta, m = masa objekta, g = ubrzanje usljed gravitacije.
Izračunajte maksimalnu brzinu (v):
Tačan odgovor je C.
Izvor pitanja:
Pitanja iz fizike za nacionalni ispit za srednju školu/srednju stručnu školu
