Primjeri pitanja o Newtonovom zakonu

20 primjera Newtonovih zakona

Newtonov prvi zakon

1. Ako je rezultantna sila koja djeluje na objekt jednaka nuli, onda...

(1) objekat neće ubrzavati

(2) objekti su uvijek u mirovanju

(3) promjena brzine objekta je nula

(4) nemoguće je da se objekat kreće pravolinijski konstantnom brzinom

Istina je…

A. (1), (2) i (3)

B. Samo (1) i (3)

C. Samo (2) i (4)

Samo D. (4)

E. (1), (2), (3) i (4)

Diskusija

Tačan odgovor je:

(1) Objekt neće ubrzavati

Rezultantna sila uzrokuje ubrzanje objekta. Ako je rezultantna sila nula, objekt neće ubrzavati.

(2) Predmeti su uvijek u mirovanju

Newtonov prvi zakon kaže da ako je rezultantna sila koja djeluje na objekt jednaka nuli, tada će objekt koji miruje ostati u mirovanju , a objekt koji se kreće konstantnom brzinom (jednoliko linearno kretanje) nastavit će se kretati konstantnom brzinom.

(3) Promjena brzine objekta je nula

Promjena brzine = ubrzanje. Promjena brzine objekta je nula, što znači da je ubrzanje objekta nula. Ako je ubrzanje nula, onda je rezultantna sila koja djeluje na objekt nula.

Tačan odgovor je A.

Predmeti u liftu

2. Kada se Sandi nalazi u stacionarnom liftu, njegova težina je 500 N. Ubrzanje usljed gravitacije = 10 ms ^–2 . Kada lift ubrzava, napetost užeta postaje 750 N. Dakle, ubrzanje lifta je…

A. 5,0 ms ^–2

B. 7,5 ms ^–2

C. 10,0 ms ^–2

D. 12,5 ms ^–2

E. 15,0 ms ^–2

Diskusija

Poznato je da:

Kod težine (w) = 500 Newton = 500 kg ms ^–2 (lift u mirovanju)

Ubrzanje usljed gravitacije (g) = 10 m s ^–2

Masa lozinke (m) = 500 / 10 = 50 kg

Zatezanje užeta (T) = 750 N (ubrzanje lifta)

Masa lifta se zanemaruje.

Pitanje: Ubrzanje lifta

Odgovor:

Lift miruje, nema ubrzanja (a = 0). Sila usmjerena na gore je pozitivna, sila usmjerena na dolje je negativna.

ΣF = mA

T – w = 0

T = w

T = 500 Njutna

Ako se lift ubrzava prema dolje, sila zatezanja u užetu postaje manja od 500 Newtona. S druge strane, ako se lift ubrzava prema gore, sila zatezanja u užetu postaje veća od 500 Newtona.

Napetost užeta postaje 750 N, što uzrokuje ubrzanje lifta prema gore. Sile u istom smjeru kretanja lifta su pozitivne, a sile u suprotnom smjeru su negativne.

T – w = mA

750 – 500 = 50 a

250 = 50 a

a = 250 / 50

a = 5,0 ms ^–2

Tačan odgovor je A.

3. Osoba mase 60 kg nalazi se u liftu koji se kreće prema dolje ubrzanjem od 3 ms ^-2 . Ako je ubrzanje usljed gravitacije 10 ms ^-2 , tada je veličina normalne sile kojom pod lifta djeluje na osobu...

A. 180 N

B. 200 N

C. 340 N

D. 420 N

I. 600 S

Diskusija

Poznato je da:

Masa (m) = 60 kg

Ubrzanje osobe i lifta (a) = 3 m/ ^s²

Ubrzanje usljed gravitacije (g) = 10 m/ ^s²

Gravitacija (w) = mg = (60)(10) = 600 Njutna

Pitanje: normalna sila (N)

Odgovor:

Na osobu u liftu djeluju dvije sile, i to gravitacija (w) i normalna sila kojom pod lifta djeluje na osobu (N). Postoje tri vektorske veličine, i to gravitacija, normalna sila i ubrzanje lifta, gdje je gravitacija usmjerena prema dolje, normalna sila prema gore, a ubrzanje lifta prema dolje. Vektorska veličina usmjerena prema dolje odabrana je s pozitivnim predznakom, a vektorska veličina usmjerena prema gore odabrana je s negativnim predznakom.

∑ F = ma

w – N = (60)(3)

600 – N = 180

N = 600 – 180

N = 420 Njutna

Tačan odgovor je D.

4. Reza, mase 40 kg, nalazi se u liftu koji se kreće prema gore. Ako je sila poda lifta na Rezine noge 520 N, a ubrzanje usljed gravitacije 10 ms ^-2 , tada je ubrzanje lifta...

A. 1,0 ms ^-2

B. 1,5 ms ^-2

C. 2,0 ms ^-2

D. 2,5 ms ^-2

E. 3,0 ms ^-2

Diskusija

Poznato je da:

Masa (m) = 40 kg

Normalna sila (N) = 520 N

Ubrzanje usljed gravitacije (g) = 10 m/ ^s²

Gravitacijska sila (w) = mg = (40)(10) = 400 N

Pitanje: Ubrzanje lifta

Odgovor:

∑ F = ma

400 – 520 = (40)(a)

-120 = (40)(a)

a = -120/40

a = -3 m/ ^s²

Ubrzanje lifta je 3 m/s² ^. Negativni predznak znači da se lift kreće prema gore.

Tačan odgovor je E.

5. Osoba mase 60 kg nalazi se u liftu koji se kreće prema dolje ubrzanjem od 3 ms ^-2 . Koliki pritisak vrše stopala osobe na pod lifta?

Diskusija

Poznato je da:

Masa osobe (m) = 60 kg

Težina osobe (w) = mg = (60 kg)(10 m/s² ⁾ = 600 kg m/s² ⁼ 600 Njutna

Ubrzanje lifta (a) = 3 m/s² ^, prema dolje.

Pitanje: Koliki pritisak vrše stopala osobe na pod lifta?

Odgovor:

Lift se kreće prema dolje ubrzanjem (a) od 3 m/s² ^. Sila u istom smjeru kretanja lifta je pozitivna, sila u suprotnom smjeru od kretanja lifta je negativna.

w – N = ma

N = w – mA

N = 600 – (60)(3)

N = 600 – 180

N = 420 Njutna

Ovo je normalna sila kojom pod lifta djeluje na osobu. Osoba je nepomična u liftu tako da je veličina normalne sile jednaka prividnoj težini osobe. Prividna težina jednaka je pritisku stopala osobe na pod.

Sistem opterećenja koturača i užeta

6. Dva objekta A i B, svaki mase 6 kg i 2 kg, vezana su užetom preko remenice kao što je prikazano na slici. Ako se zanemari trenje između užeta i remenice i g = 10 ms ^-2 , tada je zatezanje u užetu...

A. 20 N

B. 24 N

C. 27 N

D. 30 N

I. 50 S

Diskusija

Poznato je da:

m _A = 6 kg, m _B = 2 kg, g = 10 m/s ²

w _A = m _A g = (6 kg)(10 m/ ^s² ) = 60 kg m/ ^s²

w _B = m _B g = (2 kg)(10 m/ ^s² ) = 20 kg m/ ^s²

Pitanje: Kolika je sila zatezanja užeta (T)?

Odgovor:

w _A > w _B, stoga se sistem kreće suprotno od smjera kazaljke na satu (m _A se kreće prema dolje, m _B se kreće prema gore).

Ubrzanje

ΣF = mA

w _A – w _B = (m _A + m _B ) a

60 – 20 = (6 + 2) a

40 = (8) a

a = 40 / 8 = 5 m/ ^s²

Zatezanje užeta 

m _A se pomiče prema dolje

w _A – T _A = m _A a

60 – T _A = (6)(5)

60 – TA ₌ 30

TA = 60 – ₃₀

T2 = 30 _Njutna

m _B se pomiče gore

T _B – w _B = m _B a

T _B – 20 = (2)(5)

T _B – 20 = 10

T _B = 10 + 20

T1 = 30 _Njutna

Napetost žice (T) = 30 Njutna.

Tačan odgovor je D.

7. Pogledajte sliku sa strane! Trenje užeta i kotura se zanemaruje. Ako je masa A = 5 kg, g = 10 m s⁻² ⁱ A se kreće prema dolje ubrzanjem od 2,5 m s⁻² ^, kolika je onda masa B?

A. 0,5 kg

B. 1 kg

C. 1,5 kg

D. 2 kg

E. 3 kg

Diskusija

Poznato je da:

Masa A (m _A ) = 5 kg

Ubrzanje usljed gravitacije (g) = 10 m/ ^s²

Ubrzanje A ili ubrzanje sistema (a) = 2,5 m/ ^s²

Težina A (w _A ) = (m _A )(g) = (5)(10) = 50 Njutna

Postavljeno je pitanje: koja je masa B (m _B )?

Odgovor:

Blok A se pomiče prema dolje, stoga je težina A (w _A ) veća od težine B (w _B ).

Primijenite drugi Newtonov zakon:

ΣF = mA

w _A – w _B = (m _A + m _B ) a

50 – (m _B )(10) = (5 + m _B ) (2,5)

50 – 10 m _Širina = 12,5 + 2,5 m _Širina

50 – 12,5 = 2,5 m _Širina + 10 m _Širina

37,5 = 12,5 m _B

m _B = 3 kg

Tačan odgovor je E.

8. Dva predmeta masa 2 kg i 3 kg vezana su užetom, a zatim pričvršćena za kotur čija se masa zanemaruje kao što je prikazano na slici.

Ako je veličina gravitacijskog ubrzanja = 10 ms ^-2 , sila zatezanja užeta koju sistem osjeća je...

A. 20 N

B. 24 N

C. 27 N

D. 30 N

I. 50 S

Diskusija

Poznato je da:

m1 = ₂ kg, m2 ₌ 3 kg, g = 10 m/ ^s2

w² = (m² _{) (} g) = (2 kg)(10 m/s² ⁾ = 20 kg m/s² ili 20 ^Njutna

w² = (m² _{) (} g) = (3 kg)(10 m/s² ⁾ = 30 kg m/s² ili 30 ^Njutna

Pitanje: Kolika je sila zatezanja užeta (T)?

Odgovor:

w2 > w1 _{, stoga} se sistem kreće u smjeru kazaljke na satu (m2 _se kreće dolje, m1 _se kreće gore).

Ubrzanje

ΣF = mA

w2 – w1 ₌ ( _{m1 +} m2 ₎ a

30 – 20 = (2 + 3) a

10 = (5) a

a = 10 / 5 = 2 m/ ^s².

Zatezanje užeta 

m² _se pomiče prema dolje

w² – _T² = _m² a_​

30 – T2 ₌ (3)(2)

30 – T2 ₌ 6

T2 = 30 – ₆

T2 = 24 _Njutna

m ₁ se pomiče gore

T1 – _w1 = _m1a​​

T1 _– 20 = (2)(2)

T ₁ – 20 = 4

T1 = 20 + ₄

T1 = 24 _Njutna

Napetost žice (T) = 24 Njutna.

Tačan odgovor je B.

9. Dva bloka su povezana glatkom koturom, a masa kotura se zanemaruje kao što je prikazano na slici. Masa A = m _A , masa B = m _B i blok B pada ubrzanjem a. Ako je ubrzanje usljed gravitacije g, tada je veličina zategnutosti užeta koja se javlja u bloku B…

A. T = m_B.a

B. T = m _A (a – g)

C. T = m _A (g – a)

D. T = m _B (a – g)

E. T = m _B (g – a)

Diskusija

Ravna površina je glatka tako da ne postoji sila trenja koja sprečava kretanje bloka A. Sila koja pokreće sistem blokova je težina bloka B.

Izračunajte ubrzanje sistema:

Izračunajte silu zatezanja užeta (T):

Razmotrimo kretanje jednog od objekata, na primjer A. A se kreće udesno.

Zamijenite mA _u jednačini 1 sa mA _u jednačini 2.

Tačan odgovor je E.

10. Blok mase 10 kg postavljen je na grubu podlogu, a zatim ga vuče horizontalna sila F. Ako je koeficijent statičkog trenja μ_s = 0,5 i koeficijent kinetičkog trenja μ_k = 0,3. Odredite veličinu sile trenja kada se blok kreće. (g = 10 m/s²)
Diskusija
Blok će se pomjeriti tačno ako je veličina sile vuče = veličina maksimalne statičke sile trenja. Statičko trenje djeluje na objekt (sprečava kretanje objekta) kada se objekt vuče, ali se objekt još nije pomjerio. Statičko trenje ima maksimalnu vrijednost kada se objekt tek treba pomjeriti (objekt se još nije pomjerio, objekt se gotovo kreće). Suprotno tome, kinetičko trenje djeluje na objekt (sprečava kretanje objekta) kada se objekt već kreće.
Poznato je da:
Pitanje: Maksimalna statička sila trenja (f_s)?
Odgovor:
Ako se objekt nalazi na ravnoj površini kao na slici, veličina normalne sile = težina objekta.
Normalna sila (N) = gravitacija (w) = 100 Njutna
Formula za maksimalnu statičku silu trenja:
Koeficijent kinetičkog trenja se ne koristi u proračunima.

11. Dva bloka su povezana laganim užetom koje vuče horizontalna sila F = 20 N (vidi sliku). Ako je g = 10 ms^-2 a koeficijent kinetičkog trenja između bloka i površine je 0,1, odredite veličinu ubrzanja bloka...
Diskusija
Poznato je da:
Pitanje: ubrzanje (a) bloka?
Odgovor:
12. Blok A mase 2 kg i B mase 4 kg su raspoređeni kao što je prikazano na slici. Ako je koeficijent trenja poda 3 puta veći od koeficijenta trenja bloka B, blok A će se kretati ubrzanjem od 5 m/s.^-2Dakle, odnos sile trenja između bloka A i poda prema blokovima A i B je… g = 10 m/s²
Diskusija
Poznato je da:
Pitao/la:
Poređenje sile trenja bloka A i poda (f_{s A}) sa silom trenja blokova A i B (f_{s B})?
Odgovor:

13. Pogledajte sliku sa strane! Masa svakog bloka je m.₁ = 2 kg i m₂ = 3 kg, a masa remenice se zanemaruje. Ako je površina ravni glatka i g = 10 ms^-2, tada je ubrzanje sistema ...
A. 0,5 ms^-2
B. 2,0 ms^-2
C. 2,5 ms^-2
D. 4,0 ms^-2
E. 6,0 ms^-2
Diskusija
Poznato je da:
m₁ = 2 kg, m₂ = 3 kg, g = 10 ms^-2
w₂ = m₂ g = (3)(10) = 30 kg m/s² ili 30 Njutna
Pitanje: Ubrzanje sistema (a)?
Odgovor:
14. Predmet s masom je povezan užetom koje prolazi kroz glatku remenicu kao što je prikazano na slici. Ako je m₁ = 2 kg, m₂ = 3 kg i g = 10 ms^-2, tada je veličina sile zatezanja užeta T jednaka…
A. 10,2 N
B. 13,3 N
C. 15,5 N
D. 18,3 N
I. 24,0 S
Diskusija
Poznato je da:
m₁ = 2 kg, m₂ = 3 kg, g = 10 ms^-2
w₁ = (2)(10) = 20 Njutna
w₂ = (3)(10) = 30 Njutna
Pitanje: Kolika je veličina sile zatezanja na užetu (T)?
Odgovor:
w₂ = 30 Njutna je veće od w₁ = 20 Njutna, dakle m₂ pomiči se prema dolje, m₁ pomakni se gore.
Formula drugog Newtonovog zakona:
Sila zatezanja užeta?
Prema smjeru kretanja sistema ili smjeru ubrzanja sistema, smjer gravitacione sile m₂ prema dolje, smjer sile zatezanja užeta na m₂ na vrh:
w₂ - T₂ = m₂ a
30 – T₂ = (3)(2)
30 – T₂ = 6
T₂ = 30 - 6
T₂ = 24 Njutna
Smjer gravitacije m₁ prema dolje, smjer sile zatezanja užeta na m₁ na vrh:
T₁ - w₁ = (m₁)(a)
T₁ – 20 = (2)(2)
T₁ - 20 = 4
T₁ = 4 + 20
T₁ = 24 Njutna
Sila zatezanja užeta (T) = T₁ =T₂ = 24 Njutna.

15. Dva bloka, svaki mase 4 kg, povezana su užetom i koturom kao što je prikazano na slici. Površina i kotur su glatki. Ako se blok B povuče horizontalnom silom od 50 N, ubrzanje bloka je… (g = 10 m/s²)
A. 1,25 m/s²
B. 7,5 m/s²
C. 10 m/s²
D. 12,5 m/s²
I. 15 m/s²
Diskusija
Poznato je da:
m_A = 4 kg, m_B = 4 kg, g = 10 m/s²
w_A = (m_A)(g) = 4)(10) = 40 Njutna
F = 50 Njutna
Pitanje: ubrzanje sistema?
Odgovor:
Formula drugog Newtonovog zakona:
Ubrzanje oba bloka je 1,25 m/s²Smjer kretanja dva bloka = smjer zatezne sile F.

16. Pogledajte sliku sa strane! Mase blokova su m1 ₌ 6 kg i m2 ₌ 4 kg, a masa kotura se zanemaruje. Ako je površina ravni glatka i g = 10 m s ⁻² , tada je ubrzanje sistema….

A. 0,5 ms^-2
B. 2,0 ms^-2
C. 2,5 ms^-2
D. 4,0 ms^-2
E. 5,0 ms^-2

Diskusija
Poznato je da:
m₁ = 6 kg, m₂ = 4 kg, g = 10 m/s²
w₁ = m₁ g = (6 kg)(10 m/s²) = 60 kg m/s² ili 60 Njutna
w₂ = m₂ g = (4 kg)(10 m/s²) = 40 kg m/s² ili 40 Njutna
Pitanje: ubrzanje sistema (a)?
Odgovor:

m₁nalazi se na glatkoj, ravnoj površini bez trenja tako da sistem pokreće gravitacija blok 2.
Terapakkan Newtonov drugi zakon :
∑F = ma
w₂ = (m₁ +m₂) i
40 N = (6 kg + 4 kg) a
40 N = (10 kg) a
a = 40 N / 10 kg
a = 4 m/s²
Tačan odgovor je D.

17. Dva bloka, svaki mase 2 kg, povezana su užetom i koturom kao što je prikazano na slici. Površina i kotur su glatki. Ako se blok B povuče horizontalnom silom od 40 N, ubrzanje bloka je… (g = 10 m/ ^s² )

A. 5 m/s²
B. 7,5 m/s²
C. 10 m/s²
D. 12,5 m/s²
I. 15 m/s²

Diskusija:
Poznato je da:
m_A = m_B = 2 kg, g = 10 m/s², F = 40 N
w_A = mg = (2)(10) = 20 N
Pitanje: ubrzanje bloka (a)?
Odgovor:
Površina bloka je glatka, stoga je sila koja utiče na kretanje bloka samo sila F i težinu bloka A.
Primijenite drugi Newtonov zakon:
∑F = ma
P – S_A = (m_A +m_B) i
40 – 20 = (2 + 2) a
20 = (4) a
a = 20 / 4
a = 5 m/s²
Tačan odgovor je A.

Nagnuta ravan

18. Blok mase 2 kg nalazi se na glatkoj nagnutoj ravni s uglom nagiba od = 30^o, tako da se blok kreće konstantnim ubrzanjem. Ako je g = 10 ms^-2, tada je veličina sile koja pomiče blok...
A. 5 N
B. 6 N
C. 7 N
D. 8 N
I. 10 S
Diskusija
Poznato je da:
m = 2 kg, g = 10 m/s², theta = 30^o
w = mg = (2)(10) = 20 kg m/s² = 20 N
Pitanje: Koja sila pomiče blok?
Odgovor:

Sila koja pomiče blok je w_x.
w_x = w sin teta
w_x = (20 N)(sin 30^o)
w_x = (20 N)(0,5)
w_x = 10 N.
Sila koja pomiče blok je 10 Njutna.
Tačan odgovor je E.

19. Dva bloka su povezana laganim užetom koje vuče horizontalna sila F = 24 N. g = 10 ms^-2 i površina poda je klizava. Veličina ubrzanja bloka korištenjem drugog Newtonovog zakona za svaki objekt je...
Diskusija
Poznato je da:
m₁ = 2 kg, m₂ = 4 kg, F = 24 N
Pitanje: Koliko je ubrzanje bloka (a)?
Odgovor:
Veličina ubrzanja bloka je 4 m/s².

20. Kada je Sandi u stacionarnom liftu, njena težina je 500 N. Ubrzanje usljed gravitacije = 10 ms^-2Kada lift ubrzava, napetost užeta postaje 750 N. Dakle, ubrzanje lifta je...
A. 5,0 ms^-2
B. 7,5 ms^-2
C. 10,0 ms^-2
D. 12,5 ms^-2
E. 15,0 ms^-2
Diskusija
Poznato je da:
w = 500 N, g = 10 m/s², T = 750 N
Pitanje: ubrzanje lifta (a)?
Odgovor:
Masa lozinke:
w = mg
500 = m (10)
m = 500 / 10
m = 50 kg
Masa lifta je nepoznata, tako da je ukupna masa lifta i njegovog sadržaja = masa koda.
Prema Newtonovom prvom zakonu, ako lift miruje, onda je rezultantna sila = 0.
Sila zatezanja užeta (T) kada je lift u mirovanju = 500 N.
Kada lift ubrzava, sila zatezanja užeta (T) postaje 750 N ili se povećava za 250 N.

Ubrzanje lifta je 5 m/s² a smjer ubrzanja = smjer kretanja lifta je prema gore.

Izvor pitanja:

Pitanja iz fizike za nacionalni ispit za srednju školu/srednju stručnu školu