Riješeni problemi u Newtonovim zakonima kretanja – Newtonov drugi zakon kretanja
1. Predmet mase 1 kg ubrzava se konstantnom brzinom od 5 m/s2Procijenite neto silu potrebnu za ubrzanje objekta.
Poznato:
Masa (m) = 1 kg
ubrzanje (a) = 5 m/s2
Wanted : neto sila (∑F)
Rešenje:
Koristimo Newtonov drugi zakon da bismo dobili neto silu.
∑F = mA
∑F = (1 kg)(5 m/s2) = 5 kg m/s2 = 5 Njutna
2. masa objekta od = 1 kg, neto sila ∑F = 2 Njutna. Odredite veličinu i smjer ubrzanja objekta….
Poznato:
Masa (m) = 1 kg
Neto sila (∑F) = 2 Njutna
Wanted Veličina i smjer ubrzanja (a)
Rešenje:
a = ∑F / m
a = 2 / 1
a = 2 m/s2
Smjer ubrzanja = smjer rezultujuće sile (∑F)
3. Masa objekta = 2 kg, F1 = 5 Njutna, F2 = 3 Njutna. Veličina i smjer ubrzanja je…
Poznato:
Masa (m) = 2 kg
F1 = 5 Njutna
F2 = 3 Njutna
Traži se: Veličina i smjer ubrzanja (a)
Rešenje:
neto sila:
∑F = F1 - F2 = 5 – 3 = 2 Njutna
Veličina ubrzanja:
a = ∑F / m
a = 2 / 2
a = 1 m/s2
Smjer ubrzanja = smjer rezultantne sile = smjer F1
4. Masa objekta = 2 kg, F1 = 10 Njutna, F2 = 1 Njutna. Veličina i smjer ubrzanja je…
Poznato:
Masa (m) = 2 kg
F2 = 1 Njutna
F1 = 10 Njutna
F1x =F1 cos 60o = (10)(0.5) = 5 Njutna
Wanted Veličina i smjer ubrzanja (a)
Rešenje:
Neto sila:
∑F = F1x - F2 = 5 – 1 = 4 Njutna
Veličina ubrzanja:
a = ∑F / m
a = 4 / 2
a = 2 m/s2
Smjer ubrzanja = smjer rezultantne sile = smjer F1x
5. F1 = 10 Njutna, F2 = 1 Njutn, m1 = 1 kg, m2 = 2 kg. Veličina i smjer ubrzanja su…
Poznato:
Masa 1 (m1) = 1 kg
Masa 2 (m2) = 2 kg
F1 = 10 Njutna
F2 = 1 Njutna
Wanted Veličina i smjer ubrzanja (a)
Rešenje:
Neto sila:
∑F = F1 - F2 = 10 – 1 = 9 Njutna
Veličina ubrzanja:
a = ∑F / (m1 +m2)
a = 9 / (1 + 2)
a = 9 / 3
a = 3 m/s2
Smjer ubrzanja = smjer rezultantne sile = smjer F1
6.
Blok mase 40 kg ubrzan silom od 200 N. Ubrzanje bloka je 3 m/s2Odredite veličinu sile trenja koju osjeća blok.
A. 15 N
B. 40 N
C. 43 N
D. 80 N
Poznato:
Masa (m) = 40 kg
Sila (F) = 200 N
Ubrzanje (a) = 3 m/s2
Wanted: Sila trenja (Fg)
Rešenje:
Jednačina Newtonov drugi zakon kretanja
∑F = mA
∑F = neto sila, m = masa, a = ubrzanje
Smjer sile F je desno, smjer sile trenja je lijevo (smjer sile trenja je suprotan smjeru kretanja objekta).
Izaberite desno kao pozitivno, a lijevo kao negativno.
∑F = mA
Ž – Žg = ma
200 – Fg = (40)(3)
200 – Fg = 120
Fg = 200 - 120
Fg = 80 Njutna
Tačan odgovor je D.
7. Blok A mase 100 grama postavi se iznad bloka B mase 300 grama, a zatim se blok B gura vertikalno prema gore silom od 5 N. Odredi normalna snaga djelovanje bloka B na blok A.
A. 1 N
B. 1.25 N
C. 2 N
D. 3 N
Poznato:
Sila (F) = 5 Newtona
Masa bloka A (mA) = 100 grama = 0.1 kg
Masa bloka B (mB) = 300 grama = 0.3 kg
Ubrzanje gravitacije (g) = 10 m/s2
Težina bloka A (wA) = (0.1 kg)(10 m/s2) = 1 kg m/s2 = 1 Njutna
Težina bloka B (wB) = (0.3 kg)(10 m/s2) = 3 kg m/s2 = 3 Njutna
Traži se: Normalna sila koju blok B djeluje na blok A
Rešenje:
Na oba bloka djeluje nekoliko sila, kao što je prikazano na slici.
F = sila potiska (djeluje na blok B)
wA = težina bloka A (djelovanje na blok A)
wB = težina bloka B (djelovanje na blok B)
NA = normalna sila kojom blok B djeluje na blok A (djeluje na blok A)
NA' = normalna sila kojom blok A djeluje na blok B (djeluje na blok B)
Primijenite Newtonov drugi zakon kretanja na oba bloka:
∑F = mA
P – SA - wB +NA - NA' = (mA +mB) i
NA i NA' su sile akcije i reakcije koje imaju istu magnitudu, ali su suprotnog smjera, pa se eliminišu iz jednačine.
P – SA - wB = (mA +mB) i
5 – 1 – 3 = (0.1 + 0.3) a
5 – 4 = (0.4) a
1 = (0.4) a
a = 1 / 0.4
a = 2.5 m/s2
Primijenite Newtonov drugi zakon kretanja na blok A:
∑F = mA
NA - wA = mA a
NA – 1 = (0.1)(2.5)
NA - 1 = 0.25
NA = 1 + 0.25
NA = 1.25 Njutna
Tačan odgovor je B.
8. Predmet težine 4 N oslonjen je na uže i kotur. Sila od 2 N djeluje na blok, a jedan kraj užeta vuče se silom od 9 N. Odredite rezultantnu silu koja djeluje na predmet X.
A. 3 N prema gore
B. 4 N prema dolje
C. 9 N prema gore
D. 9 N prema dolje
Poznato:
Težina X (wX) = 4 Njutna
Vučna sila (F)x) = 2 Njutna
Sila zatezanja (FT) = 9 Njutna
Wanted: Neto sila djeluje na objekt X
Rešenje:
Vertikalno uzlazne sile koje djeluju na objekt
Sila zatezanja ima istu veličinu u svim dijelovima užeta. Dakle, sila zatezanja iznosi 9 N.
Vertikalno prema dolje usmjerene sile koje djeluju na objekt
Na objekt X djeluju dvije sile i obje sile su usmjerene vertikalno prema dolje, horizontalna komponenta težine wx i horizontalna komponenta sile Fx.
Neto djelovanje sile na objekt
FT - wX - Fx = 9 – 4 – 2 = 9 – 6 = 3
Reto sila koja djeluje na objekt X iznosi 3 Newtona, vertikalno prema gore.
Tačan odgovor je A.
9. Objekt koji je u početku u mirovanju na glatkoj horizontalnoj površini. Na objekt djeluje sila od 16 N, tako da objekt ubrzava brzinom od 2 m/s.2Ako isti objekt miruje na hrapavoj horizontalnoj površini, tako da na njega djeluje sila trenja od 2 N, tada odredite ubrzanje objekta ako na njega djeluje ista sila od 16 N.
A. 1.75 m/s2
B. 1.50 m/s2
C. 1.00 m/s2
D. 0.88 m/s2
Poznato:
Sila (F) = 16 Njutna = 16 kg m/s2
Ubrzanje (a) = 2 m/s2
Sila trenja (Ffric) = 2 Njutna = 2 kg m/s2
Traži se: Ubrzanje objekta?
Rešenje:
Glatka horizontalna površina (bez sile trenja):
∑F = mA
F = mA
16 = (m)²
m = 16 / 2
m = 8 kg
Masa objekta je 8 kilograma.
Gruba horizontalna površina (postoji sila trenja):
∑F = mA
Ž – Žfric = ma
16 – 2 = 8 a
14 = 8 a
a = 14 / 8
a = 1.75 m/s2
Ubrzanje objekta je 1.75 m/s2.
Tačan odgovor je A.
10. Tom i Andrew guraju predmet na glatki pod. Tom gura predmet silom od 5.70 N. Ako je masa predmeta 2.00 kg, a ubrzanje koje predmet doživljava 2.00 ms-2, zatim odredite veličinu i smjer sile koju djeluje Tom.
A. 1.70 N i njen smjer je suprotan sili kojom djeluje Andre.w
B. 1.70 N i njen smjer je isti kao i sila kojom djeluje Andrew
C. 2.30 N i njen smjer je suprotan sili kojom djeluje Andrew.
D. 2.30 N i njen smjer je isti kao i sila kojom djeluje Andrew.
Poznato:
Sila potiska koju je djelovao Andrew (F1) = 5.70 Njutna
Masa objekta (m) = 2.00 kg
Ubrzanje (a) = 2.00 m/s2
Traži se: Veličina i smjer sile kojom djeluje Tom (F2)?
Rešenje:
Primijenite Newtonov drugi zakon kretanja:
∑F = mA
F1 +F2 = ma
5.70 + F2 = (2)(2)
5.70 + F2 = 4
F2 = 4 - 5.70
F2 = – 1.7 Njutna
Znak minus je označavao da (F2) je suprotno djelovanju sile potiska koju je izveo Andrew (F1).
Tačan odgovor je A.
11. Ako je masa bloka ista, koja slika prikazuje najmanje ubrzanje?
rastvor
Neto sila A:
ΣF = 4 N + 2 N – 3 N = 6 N – 3 N = 3 Njutna, lijevo
Neto sila B:
ΣF = 2 N + 3 N – 4 N = 5 N – 4 N = 1 Njutna, desno
Neto sila C:
ΣF = 4 N + 3 N – 2 N = 7 N – 2 N = 5 Njutna, desno
Neto sila D:
ΣF = 3 N + 4 N + 2 N = 9 Njutna, desno
Jednačina drugog Newtonovog zakona:
ΣF = mA
a = ΣF / m
a = ubrzanje, ΣF = neto sila, m = masa
Na osnovu gornje formule, ubrzanje (a) je direktno proporcionalno neto sili (ΣF) i obrnuto proporcionalno masi (m). Ako je masa objekta ista, što je rezultantna sila veća, to je ubrzanje veće, ili što je rezultantna sila manja, to je ubrzanje manje.
Na osnovu gornjeg proračuna, najmanja neto sila je 1 Newton, tako da je i ubrzanje najmanje.
Tačan odgovor je B.
12. Na objekt mase 20 kg djeluju neke sile, kao što je prikazano na slici ispod.
Odredite ubrzanje objekta.
Poznato:
Masa objekta (m) = 20 kg
Neto sila (ΣF) = 25 N + 30 N – 15 N = 40 N
Wanted: Ubrzanje objekta
Rešenje:
Ubrzanje objekta izračunato korištenjem jednačine drugog Newtonovog zakona:
ΣF = mA
a = ΣF / m = 40 N / 20 kg = 2 N/kg = 2 m/s2
13. Koja od dolje navedenih tvrdnji opisuje Newtonov treći zakon?
(1) Putnici su se gurali naprijed kada je autobus naglo zakočio
(2) Bknjige na papiru ne padaju kada se papir brzo povuče
(3) Prilikom igranja skejtborda, kada stopalo gurne tlo unazad, skejtbord će kliziti naprijed.
(4) Obrodovi potisnuti unazad, čamci se kreću naprijed
Rešenje:
(2) Newtonov prvi zakon
(3) Newtonov treći zakon
(4) Newtonov treći zakon
[wpdm_package id='470′]
- Masa i težina
- normalna snaga
- Newtonov drugi zakon kretanja
- Sila trenja
- Kretanje po horizontalnoj površini bez sile trenja
- Kretanje dva tijela s istim ubrzanjem na hrapavoj horizontalnoj površini pod utjecajem sile trenja
- Kretanje po nagnutoj ravni bez sile trenja
- Kretanje po hrapavoj nagnutoj ravni sa silom trenja
- Kretanje u liftu
- Kretanje tijela povezano je užetima i remenicama
- Dva tijela sa istim intenzitetom ubrzanja
- Zaokruživanje ravne krivine – dinamika kružnog kretanja
- Zaobilaženje nagnute krivine – dinamika kružnog kretanja
- Ravnomjerno kretanje u horizontalnom krugu
- Centripetalna sila pri jednoličnom kružnom kretanju
