4 exemples de preguntes sobre força centrípeta
1. Un objecte amb una massa de 200 grams està lligat a una corda lleugera i després gira horitzontalment amb una velocitat angular constant de 5 rad s –1 , tal com es mostra a la figura següent. Si la longitud de la corda és l = 60 cm, la magnitud de la força centrípeta que actua sobre l'objecte és...
A. 0,3 N
B. 0,6 N
C. 3 N
D. 6 N
E. 30 N
Discussió
Se sap que:
Massa de l'objecte (m) = 200 grams = 200/1000 kg = 2/10 kg = 0,2 kg
Velocitat angular (ω) = 5 radians/segon
Longitud de la corda = radi (r) del recorregut circular = 60 cm = 60/100 metres = 0,6 metres
Pregunta: La magnitud de la força centrípeta que actua sobre un objecte és...
Resposta:
La força centrípeta és la força resultant que fa que un objecte experimenti una acceleració centrípeta. La fórmula de la força centrípeta és:
∑ F = ma s
∑ F = mv² / r = mω² r
Descripció: ∑ F = força centrípeta, m = massa de l'objecte, v = velocitat tangencial, ω = velocitat angular, r = radi de la trajectòria circular.
∑ F = m ω 2 r = (0,2)(5) 2 (0,6) = (0,2)(25)(0,6) = 3 Newtons
La resposta correcta és C.
2. Un estudiant fa girar una pedra lligada a l'extrem d'una corda. La pedra es gira horitzontalment tal com es mostra a dalt. Si la velocitat de rotació de la pedra es duplica, la força centrípeta esdevé...
A. 6 vegades original
B. 5 vegades original
C. 4 vegades original
D. 2 vegades més
E. 2 vegades original
Discussió
Se sap que:
Massa de la pedra = m
Velocitat de la pedra = v
Longitud de la corda = radi = r
Pregunta: Si es duplica la velocitat, la força centrípeta esdevé...
Resposta:
Si es duplica la velocitat, la força centrípeta esdevé:
La força centrípeta esdevé 4 vegades superior a l'original.
La resposta correcta és C.
3. Una corba en una carretera plana està dissenyada per ser recorreguda per un cotxe a una velocitat màxima de 10 ms –1 . El coeficient de fricció entre els pneumàtics i la carretera és de 0,5 i el radi de curvatura de la carretera és de R m. Aleshores, el valor de R és... (g = 10 ms –2 )
A. 7,5 metres
B. 8,0 metres
C. 10 metres
D. 15 metres
E. 20 metres
Discussió
Se sap que:
Velocitat (v) = 10 m/s
El coeficient de fricció entre el pneumàtic i la carretera (μs ) = 0,5
Acceleració deguda a la gravetat (g) = 10 m/ s²
Pregunta: Radi de curvatura de la carretera (R metres)
Resposta:
L'única força horitzontal resultant que actua sobre un cotxe quan gira és la fricció estàtica . La fórmula de la fricció estàtica és:
4. El cotxe circula per un revolt de la carretera a la posició M, tal com es mostra a la imatge següent.
El coeficient de fricció estàtica entre les rodes i la carretera és de 0,4 (acceleració gravitatòria 10 m/s -2 ). Per evitar que el cotxe surti de la pista, la velocitat màxima permesa és...
A. √10 ms-1
B. 2 √ 10 ms -1
C. 4 √ 10 ms -1
D. 5 √ 10 ms -1
E. 6 √ 10 ms -1
Discussió
Se sap que:
Coeficient de fricció estàtica (μs ) = 0,4
Acceleració deguda a la gravetat (g) = 10 m/ s²
Radi de curvatura (R) = 40 metres
Preguntat: velocitat màxima (v)
Resposta:
Segona llei de Newton del moviment circular uniforme
Informació:
ΣF = força centrípeta = força resultant = força total, m = massa de l'objecte, a s = acceleració centrípeta, v = velocitat lineal, R = radi de curvatura
força centrípeta
La força centrípeta és la força resultant dirigida cap al centre d'una trajectòria circular. Quan un cotxe es mou en cercle, l'única força dirigida cap al centre és la fricció estàtica, per tant, la fricció estàtica és una força centrípeta.
Fórmula de la força de fricció estàtica:
Informació:
μ s = coeficient de fricció estàtica, w = pes de l'objecte, m = massa de l'objecte, g = acceleració deguda a la gravetat.
Calcula la velocitat màxima (v):
La resposta correcta és C.
Font de la pregunta:
Preguntes de física de l'examen nacional per a secundària/institut professional
