4 příklady otázek týkajících se dostředivé síly
1. Předmět o hmotnosti 200 gramů je přivázán k lehkému provazu a poté je vodorovně otáčen úhlová rychlost zůstává na 5 rad/s-1, jako na následujícím obrázku. Pokud je délka lana l = 60 cm, pak velikost dostředivé síly působící na těleso 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
Zeptal se: 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 = mas
∑F = mv2/r = mω2 r
keterangan: ∑F = dostředivá síla, m = hmotnost tělesa, v = tangenciální rychlost, ω = úhlová rychlost, r = poloměr kruhové dráhy.
∑F = mω2 r = (0,2)(5)2 (0,6) = (0,2)(25)(0,6) = 3 Newtonů
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
Zeptal se: 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 silnici je navržena pro jízdu automobilu maximální rychlostí 10 m/s.-1Je známo, že součinitel tření mezi pneumatikou 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
Zeptal se: Poloměr zakřivení vozovky (R metry)
Odpověď:
Jediná výsledná síla v horizontálním směru působící na auto při otáčení je statická třecí sílaVzorec pro výpočet statické třecí síly:
4. Auto jede v zatáčce v poloze M, jak je znázorněno na obrázku níže.
Součinitel statického tření mezi kolem a vozovkou je 0,4 (gravitační zrychlení 10 ms-2). Aby se zabránilo sjetí 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
Zeptal se: maximální rychlost (v)
Odpověď:
Vzorec Newtonův druhý zákon pada rovnoměrný kruhový pohyb
keterangan:
ΣF = dostředivá síla = výsledná síla = celková síla, m = hmotnost tělesa, as = dostředivé zrychlení, v = lineární rychlost, R = poloměr zakřivení
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:
μs = součinitel statického tření, w = hmotnost tělesa, m = hmotnost tělesa, g = gravitační zrychlení.
Vypočítejte maximální rychlost (v):
Správná odpověď je C.
Zdroj otázky:
Otázky z fyziky k celostátní zkoušce pro středoškolské/odborné gymnázium
