4 příklady otázek týkajících se dostředivé síly
1. Předmět o hmotnosti 200 gramů je přivázán k lehkému lanu a poté se vodorovně otáčí konstantní úhlovou rychlostí 5 rad s –1 , jak je znázorněno na následujícím obrázku. Pokud je délka lana l = 60 cm, pak velikost dostředivé síly působící na předmět je…
A. 0,3 N
B. 0,6 N
C. 3 N
D. 6 N
V. 30 N
Diskuse
Je známo, že:
Hmotnost předmětu (m) = 200 gramů = 200/1000 kg = 2/10 kg = 0,2 kg
Úhlová rychlost (ω) = 5 radiány/sekundu
Délka lana = poloměr (r) kruhové dráhy = 60 cm = 60/100 metrů = 0,6 metru
Otázka: Velikost dostředivé síly působící na těleso je….
Odpověď:
Dostředivá síla je výsledná síla, která způsobuje, že objekt je vystaven dostředivému zrychlení. Vzorec pro dostředivou sílu je:
∑ F = ma s
∑ F = mv² / r = mω²r
Popis: ∑ F = dostředivá síla, m = hmotnost tělesa, v = tečná rychlost, ω = úhlová rychlost, r = poloměr kruhové dráhy.
∑ F = m ω 2 r = (0,2)(5) 2 (0,6) = (0,2)(25)(0,6) = 3 Newtony
Správná odpověď je C.
2. Student točí kamenem přivázaným na konci provázku. Kámen se otáčí vodorovně, jak je znázorněno výše. Pokud se rychlost otáčení kamene zdvojnásobí, dostředivá síla se stane...
A. 6krát originál
B. 5krát znovu
C. Ještě jednou
D. znovu 2krát
E. 2krát originál
Diskuse
Je známo, že:
Hmotnost kamene = m
Rychlost kamene = v
Délka lana = poloměr = r
Otázka: Pokud se rychlost zdvojnásobí, dostředivá síla se změní na...
Odpověď:
Pokud se rychlost zdvojnásobí, pak se dostředivá síla stane:
Dostředivá síla se zvětší čtyřikrát oproti původní.
Správná odpověď je C.
3. Zatáčka na rovné vozovce je navržena tak, aby ji projel automobil maximální rychlostí 10 ms –1 . Součinitel tření mezi pneumatikami a vozovkou je 0,5 a poloměr zakřivení vozovky je R m. Hodnota R je pak…. (g = 10 ms –2 )
A. 7,5 metrů
B. 8,0 metrů
C. 10 metrů
D. 15 metrů
V. 20 metrů
Diskuse
Je známo, že:
Rychlost (v) = 10 m/s
Součinitel tření mezi pneumatikou a vozovkou (μs ) = 0,5
Gravitační zrychlení (g) = 10 m/ s²
Otázka: Poloměr zakřivení vozovky (R metry)
Odpověď:
Jedinou výslednou horizontální silou působící na auto při otáčení je statické tření . Vzorec pro statické tření je:
4. Auto jede v zatáčce v poloze M, jak je znázorněno na obrázku níže.
Součinitel statického tření mezi koly a vozovkou je 0,4 (gravitační zrychlení 10 m/s⁻² ) . Aby se zabránilo vyjetí vozu z trati, je maximální povolená rychlost…
A. √10 ms-1
B. 2 √ 10 ms -1
C. 4 √ 10 ms -1
D. 5 √ 10 ms -1
E. 6 √ 10 ms -1
Diskuse
Je známo, že:
Statický součinitel tření (μs ) = 0,4
Gravitační zrychlení (g) = 10 m/ s²
Poloměr zakřivení (R) = 40 metrů
Otázka: maximální rychlost (v)
Odpověď:
Newtonův druhý zákon pohybu v rovnoměrném kruhovém pohybu
keterangan:
ΣF = dostředivá síla = výsledná síla = celková síla, m = hmotnost tělesa, a s = dostředivé zrychlení, v = lineární rychlost, R = poloměr křivosti
Dostředivá síla
Dostředivá síla je výsledná síla směřující do středu kruhové dráhy. Když se auto pohybuje po kruhu, jedinou silou směřující do středu je statické tření, takže statické tření je dostředivá síla.
Vzorec pro statickou třecí sílu:
keterangan:
μ s = koeficient statického tření, w = hmotnost objektu, m = hmotnost objektu, g = gravitační zrychlení.
Vypočítejte maximální rychlost (v):
Správná odpověď je C.
Zdroj otázky:
Otázky z fyziky k celostátní zkoušce pro středoškolské/odborné gymnázium
