Formula Newtonovog zakona

Primjeri pitanja i formula za Newtonove zakone

Newtonov prvi zakon

1. Osoba se nalazi u liftu koji se kreće konstantnom brzinom prema gore. Osoba je teška 800 N. Odjednom, čelično uže koje vuče lift pukne, uzrokujući pad lifta. Normalna sila od poda lifta do osobe neposredno prije i poslije pucanja čelične sajle je….

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

Diskusija
Poznato je da:
Težina (w) = 800 Newtona
Pitanje: Normalna sila (N) koja djeluje na osobu neposredno prije i poslije pucanja čeličnog užeta
Odgovor:
Trenutak prije nego što je čelično uže puklo
Kada osoba stoji na podu lifta, sila gravitacije djeluje na nju, a smjer gravitacije je prema dolje (pogledajte ilustraciju ispod). Osoba je nepomična u liftu, tako da mora postojati normalna sila koja uravnotežuje težinu osobe, pri čemu ova sila ima smjer prema gore i iste je veličine kao i gravitacija. Normalna sila koju pod vrši na osobu i ova sila djeluje na osobu.
Budući da osoba miruje u liftu, a lift se kreće konstantnom brzinom (bez ubrzanja), rezultantna sila koja djeluje na osobu je nula.
∑F = 0
S – š = 0
N = w
N = 800 Njutna

Nakon što je puklo čelično uže
Nakon što čelična sajla pukne, lift i osoba slobodno padaju zajedno, pri čemu su veličina i smjer ubrzanja slobodnog pada lifta i osobe jednaki ubrzanju gravitacije na Zemlji. Lift i osoba slobodno padaju zajedno tako da ne postoji normalna sila koja djeluje s poda lifta na osobu. Osoba pada i stopala osobe ne mogu pritiskati pod lifta jer i lift pada.
Tačan odgovor je A.

2. Tri sile, od kojih svaka ima magnitudu F₁ = 22 S, P₂ = 18 S i F₃ = 40 N djeluje na drveni blok. Sile koje djeluju na blok, a koje poštuju prvi Newtonov zakon, prikazane su na slici...

Diskusija

Newtonov prvi zakon: Rezultantna sila (ΣF) = 0.

A. F.₁ +F₂ - F₃ = 22 N + 18 N – 40 N = 40 N – 40 N = 0

B. F.₂ +F₃ - F₁ = 18 N + 40 N – 22 N = 58 N – 22 N = 36 N (udesno)

C. F₂ +F₃ - F₁ = 18 N + 40 N – 22 N = 58 N – 22 N = 36 N (udesno)

D. F.₁ +F₃ - F₂ = 22 N + 40 N – 18 N = 62 N – 18 N = 44 N (lijevo)

Tačan odgovor je A.

Newtonov drugi zakon

3.
Pogledajte sliku!
Blok mase 40 kg povlači se silom od 200 N, što rezultira ubrzanjem od 3 m/s.² Dakle, veličina sile trenja koja se javlja na objektu/bloku je...

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

Diskusija
Poznato je da:
Masa (m) = 40 kg
Sila (F) = 200 N
Ubrzanje (a) = 3 m/s²
Pitanje: Veličina sile trenja (F)_g)
Odgovor:
Formula drugog Newtonovog zakona:
∑F = ma
Opis: ∑F = rezultantna sila, m = masa, a = ubrzanje

Smjer sile F je udesno, dok je smjer trenja ulijevo (smjer trenja je suprotan smjeru kretanja objekta). Smjer udesno je odabran kao pozitivan, a smjer ulijevo kao negativan.
∑F = ma
Ž – Ž_g = ma
200 – F_g = (40)(3)
200 – F_g = 120
F_g = 200 - 120
F_g = 80 Njutna
Tačan odgovor je D.

4. Blok A mase 100 grama postavljen je na blok B mase 300 grama, a zatim se blok B potiskuje silom od 5 N vertikalno prema gore. Ako se blokovi ne pomjeraju jedan drugog, tada je veličina normalne sile bloka B na blok A….

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

Diskusija
Poznato je da:
Sila potiska (F) = 5 Newtona
Masa bloka A (m_A) = 100 grama = 0,1 kg
Masa bloka B (m_B) = 300 grama = 0,3 kg
Ubrzanje usljed gravitacije (g) = 10 m/s²
Težina bloka A (w_A) = (0,1 kg)(10 m/s²) = 1 kg m/s² = 1 Njutna
Težina bloka B (w_B) = (0,3 kg)(10 m/s²) = 3 kg m/s² = 3 Njutna

Pitanje: Normalna sila bloka B na blok A
Odgovor:
Na oba bloka djeluje nekoliko sila, kao što je prikazano na slici ispod.
F = sila potiska (koja djeluje na blok B)
w_A = sila gravitacije bloka A (koja djeluje na blok A)
w_B = težina bloka B (koja djeluje na blok B)
N_A = normalna sila bloka B na blok A (koja djeluje na blok A)
N_A' = normalna sila bloka A na blok B (koja djeluje na blok B)

Razmotrite oba bloka kao jedan sistem:
Primijenite Newtonov drugi zakon na oba bloka:
∑F = ma
P – S_A - w_B +N_A - N_A' = (m_A +m_B) i
N_A i N._A' je sila akcije i reakcije koja ima istu magnitudu, ali suprotan smjer, pa se eliminiše iz jednačine.
P – S_A - w_B = (m_A +m_B) 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
Prisustvo sile (F) od 5 Njutna koja djeluje vertikalno prema gore na oba bloka uzrokuje da se oba bloka kreću vertikalno prema gore ubrzanjem od 2,5 m/s.².

Razmotrite blok A:
Primijenite Newtonov drugi zakon na blok A:
∑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 Njutna
Normalna sila bloka B na blok A iznosi 1,25 Newtona.
Tačan odgovor je B.

Newtonov treći zakon

5. Obratite pažnju na sljedeću izjavu!

(1) Putnici su gurnuti naprijed kada je autobus, koji se stalno kretao, iznenada snažno zakočio.

(2) Gomila knjiga na kartonu neće pasti kada se karton brzo povuče.

(3) Prilikom igranja skejtborda, kada slobodna noga gura tlo unazad, skejtbord će kliziti naprijed.

(4) Veslo čamca se pomiče unazad, čamac se kreće naprijed

Gornja tvrdnja koja je u skladu s Newtonovim trećim zakonom je...

A. (1) i (2)

B. (1) i (3)

C. (2) i (3)

D. (3) i (4)

Diskusija

(1) Newtonov prvi zakon

(2) Newtonov prvi zakon

(3) Newtonov treći zakon

(4) Newtonov treći zakon

Tačan odgovor je D.

Izvor pitanja:

Pitanja za nacionalni ispit iz prirodnih nauka za osnovnu školu/islamske osnovne škole

Pitanja OSN za fiziku u osnovnoj školi