Παράδειγμα ερωτήσεων κανονικής δύναμης

9 Παραδείγματα Ερωτήσεων για την Κανονική Δύναμη

1. Ένα μπλοκ βρίσκεται σε ηρεμία σε μια επίπεδη επιφάνεια. Η μάζα του μπλοκ (m) = 1 kg, η επιτάχυνση λόγω της βαρύτητας (g) = 10 m/s²Το μέγεθος και η κατεύθυνση της κάθετης δύναμης (N) είναι...
Συζήτηση

Είναι γνωστό :
Μάζα μπλοκ (m) = 1 kg
Επιτάχυνση λόγω βαρύτητας (g) = 10 m/s²
Βαρύτητα (w) = mg = (1 kg)(10 m/s²) = 10 kg m/s² = 10 Νιούτον
Ερωτηθείς : μέγεθος και κατεύθυνση της κάθετης δύναμης (N)
Jawab :
Η κατεύθυνση της κάθετης δύναμης (N) φαίνεται όπως φαίνεται παρακάτω.

Το μέγεθος της κανονικής δύναμης
Ο Πρώτος Νόμος του Νεύτωνα ορίζει ότι εάν ένα αντικείμενο είναι σε ηρεμία, η συνισταμένη δύναμη που ασκείται στο αντικείμενο είναι 0. Υπάρχει μια δύναμη προς τα κάτω (w). Δεδομένου ότι το μπλοκ είναι σε ηρεμία, πρέπει να υπάρχει μια δύναμη προς τα πάνω που εξισορροπεί το βάρος, επομένως η συνισταμένη δύναμη είναι μηδέν. Η δύναμη προς τα πάνω που εξισορροπεί το βάρος είναι η κάθετη δύναμη (N). Μαθηματικά:
2. Και τα δύο μπλοκ είναι σε ηρεμία. Η μάζα του μπλοκ 1 (m₁) = 1 kg, μάζα του μπλοκ 2 (m₂) = 2 kg, επιτάχυνση λόγω βαρύτητας (g) = 10 m/s²Το μέγεθος και η κατεύθυνση της κάθετης δύναμης που ασκείται στο μπλοκ 1 (N₁) και το μπλοκ 2 (N₂) είναι…
Συζήτηση
Είναι γνωστό :
Μάζα του μπλοκ 1 (m₁) = 1 κιλά
Μάζα του μπλοκ 2 (m₂) = 2 κιλά
Επιτάχυνση λόγω βαρύτητας (g) = 10 m/s²
Βάρος μπλοκ 1 (w₁) = μ₁ g = (1)(10 m/s²) = 10 kg m/s² = 10 Νιούτον
Βάρος μπλοκ 2 (w₂) = μ₂ g = (2)(10 m/s²) = 20 kg m/s² = 20 Νιούτον
Ερωτηθείς : N₁ και Ν₂
Jawab :
(α) Η κάθετη δύναμη που ασκείται στο μπλοκ 1 (N₁)
N₁ = w₁ = 10 Νιούτον
Κατεύθυνση Β₁ όπως στην παραπάνω εικόνα.
(β) Η κάθετη δύναμη που ασκείται στο μπλοκ 2 (N₂)
N₂ = w₁ +w₂ = 10 Νιούτον + 20 Νιούτον = 30 Νιούτον
Κατεύθυνση Β₂ όπως στην παραπάνω εικόνα.

3. Το μπλοκ είναι σε ηρεμία. Η μάζα του μπλοκ (m) = 2 kg, η επιτάχυνση λόγω βαρύτητας (g) = 10 m/s², δύναμη F = 10 Newton. Το μέγεθος και η κατεύθυνση της κάθετης δύναμης (N) που ασκείται στο μπλοκ είναι…
Συζήτηση
Είναι γνωστό :
Μάζα μπλοκ (m) = 2 kg
Επιτάχυνση λόγω βαρύτητας (g) = 10 m/s²
Βαρύτητα (w) = mg = (2 kg)(10 m/s²) = 20 kg m/s² = 20 Νιούτον
Δύναμη (F) = 10 Newton
Ερωτηθείς : μέγεθος και κατεύθυνση της κάθετης δύναμης (N)
Jawab :
Η κατεύθυνση της κάθετης δύναμης είναι όπως στην παραπάνω εικόνα.
Το μέγεθος της κανονικής δύναμης:
4. Το μπλοκ είναι σε ηρεμία. Η μάζα του μπλοκ (m) = 1 kg, η επιτάχυνση λόγω βαρύτητας (g) = 10 m/s², δύναμη F₁ = 10 Νιούτον, F₂ = 20 Newton. Το μέγεθος και η κατεύθυνση της κάθετης δύναμης (N) που ασκείται στο μπλοκ είναι…
Συζήτηση
Είναι γνωστό :
Μάζα μπλοκ (m) = 1 kg
Επιτάχυνση λόγω βαρύτητας (g) = 10 m/s²
Βαρύτητα (w) = mg = (1 kg)(10 m/s²) = 10 kg m/s² = 10 Νιούτον
F₁ = 10 Νιούτον
F₂ = 20 Νιούτον
Ερωτηθείς : μέγεθος και κατεύθυνση της κάθετης δύναμης (N)
Jawab :

Η κατεύθυνση της κάθετης δύναμης είναι όπως στην παραπάνω εικόνα.

5. Μάζα του μπλοκ (m) = 2 kg, επιτάχυνση λόγω βαρύτητας (g) = 10 m/s², γωνία = 60^oΤο μέγεθος και η κατεύθυνση της κάθετης δύναμης (N) που ασκείται στο μπλοκ είναι…
Συζήτηση
Λεζάντα:
w = βαρύτητα, w_x = συνιστώσα της βαρύτητας παράλληλη προς την επιφάνεια του κεκλιμένου επιπέδου, w_y = συνιστώσα της δύναμης της βαρύτητας κάθετη στο κεκλιμένο επίπεδο, N = κάθετη δύναμη, f_k = κινητική δύναμη τριβής.
Είναι γνωστό :
Ερωτηθείς : μέγεθος και κατεύθυνση της κάθετης δύναμης (N)
Jawab :
Ένα αντικείμενο είναι ακίνητο, που σημαίνει ότι δεν κινείται σε κατεύθυνση κάθετη προς την επιφάνεια του κεκλιμένου επιπέδου, επομένως, σύμφωνα με τον πρώτο νόμο του Νεύτωνα, η συνισταμένη δύναμη σε κατεύθυνση κάθετη προς την επιφάνεια του κεκλιμένου επιπέδου πρέπει να είναι ίση με μηδέν.
Υπάρχουν δύο δυνάμεις που ασκούνται κάθετα στην κεκλιμένη επίπεδη επιφάνεια, δηλαδή η δύναμη wy και η κάθετη δύναμη. Η συνισταμένη αυτών των δύο δυνάμεων = 0. Μαθηματικά:
Έτσι, το μέγεθος της κανονικής δύναμης είναι 10 Newtons.

[Αγγλικά: Κανονική δύναμη – προβλήματα και λύσεις ]

6. Κοιτάξτε την εικόνα του μπλοκ παρακάτω! Εάν η μάζα του μπλοκ είναι 2 kg και η επιτάχυνση λόγω της βαρύτητας είναι 10 m s ^−2, τότε η κάθετη δύναμη που ασκείται στο μπλοκ είναι….

Α. 25 Β
Β. 30 Ν
Γ. 33 Ν
Δ. 43 Ν
Α. 45 Β
Συζήτηση
Είναι γνωστό ότι:
w = mg = (2 kg)(10 m/s²) = 20 kg m/s² = 20 Νιούτον
F₁ = 10 Β
F₂ = 5 Β
Ερωτηθείς:
Κανονική δύναμη (N) που ασκείται στο μπλοκ;
Απάντηση:

Η συνισταμένη δύναμη στην κατακόρυφη κατεύθυνση είναι:
F₁ + w – F₂ = 10 Ν + 20 Ν – 5 Ν = 25 Ν
Αν η προς τα κάτω δύναμη = 25 N, τότε η κάθετη δύναμη = 25 N, άρα το αντικείμενο είναι ακίνητο.
Η σωστή απάντηση είναι το Α.

7. Εάν η κάθετη δύναμη που ασκείται στο μπλοκ είναι 20 N, τότε το μέγεθος και η κατεύθυνση της εξωτερικής δύναμης που ασκείται στο μπλοκ είναι...

Α. 50 Β και κάτω
Β. 30 Β και άνω
Γ. 30 Β και κάτω
Δ. 20 Β και άνω
Α. 20 Β και κάτω
Συζήτηση
Είναι γνωστό ότι:
Βαρύτητα (w) = 40 N
Κανονική δύναμη (N) = 20 N
Ερώτηση: Ποιο είναι το μέγεθος και η κατεύθυνση της εξωτερικής δύναμης, ώστε η κάθετη δύναμη να είναι 20 N;
Απάντηση:
Το μέγεθος της κάθετης δύναμης = 20 N και η κατεύθυνση της κάθετης δύναμης είναι προς τα πάνω. Το αντικείμενο βρίσκεται σε ηρεμία, επομένως η κατεύθυνση της προς τα κάτω δύναμης που εξισορροπεί την κάθετη δύναμη πρέπει να είναι ίση με 20 N.
Το μέγεθος της βαρύτητας = 40 N και η κατεύθυνση είναι προς τα κάτω, επομένως απαιτείται μια εξωτερική δύναμη 20 N η οποία να έχει κατεύθυνση προς τα πάνω.
Η σωστή απάντηση είναι το Δ.

8. Κοιτάξτε την ακόλουθη εικόνα ενός μπλοκ. Εάν η μάζα του μπλοκ είναι 3 kg και η επιτάχυνση λόγω της βαρύτητας είναι 10 m s ⁻² , τότε η κάθετη δύναμη που ασκείται στο μπλοκ είναι ….

Α. 27 Β
Β. 30 Ν
Γ. 33 Ν
Δ. 43 Ν
Α. 45 Β

Συζήτηση
Είναι γνωστό ότι:
w = mg = (3 kg)(10 m/s²) = 30 Newton (προς τα κάτω κατεύθυνση)
F₁ = 5 N (κατεύθυνση προς τα κάτω)
F₂ = 8 N (ανοδική κατεύθυνση)
Ερώτηση: Κανονική δύναμη (N);
Απάντηση:

Η κάθετη δύναμη ασκείται από το δάπεδο στη δοκό και είναι κάθετη στην επιφάνεια του δαπέδου. Εκτός από την κάθετη δύναμη, υπάρχουν τρεις δυνάμεις που ασκούνται στη δοκό, δηλαδή η F₁, ΣΤ₂ και w. Το μέγεθος της κάθετης δύναμης είναι ίσο με τη συνισταμένη αυτών των τριών δυνάμεων, έτσι ώστε συνισταμένη δύναμη στην κατακόρυφη κατεύθυνση είναι ίσο με μηδέν, το αντικείμενο είναι ακίνητο και Ο πρώτος νόμος του Νεύτωνα εκπληρωμένος.
Οι δυνάμεις που ασκούνται στην ίδια κατεύθυνση προστίθενται και οι δυνάμεις που ασκούνται στην αντίθετη κατεύθυνση αφαιρούνται.
w + F1 – F2 = 30 + 5 – 8 = 35 – 8 = 27 N
Η συνισταμένη αυτών των τριών δυνάμεων είναι 27 N. Το μέγεθος της κάθετης δύναμης = 27 Newtons.
Η σωστή απάντηση είναι το Α.

9. Εάν η κάθετη δύναμη που ασκείται στο μπλοκ είναι 20 N, τότε το μέγεθος και η κατεύθυνση της εξωτερικής δύναμης που ασκείται στο μπλοκ είναι...

Α. 50 Β και κάτω
Β. 30 Β και άνω
Γ. 30 Β και κάτω
Δ. 20 Β και άνω
Α. 20 Β και κάτω

Συζήτηση
Είναι γνωστό ότι:
w = 50 N
Ν = 20 Ν
Ερώτηση: Πόσο μεγάλη είναι η εξωτερική δύναμη (F) που ασκείται στο μπλοκ;
Απάντηση:
Έτσι ώστε η κάθετη δύναμη (N) = 20 N, πρέπει να υπάρχει μια εξωτερική δύναμη (F) = 30 N και προς την αντίθετη κατεύθυνση από βαρύτητα (w) = 50 N.
Το μέγεθος της εξωτερικής δύναμης (F) = 30 N, η κατεύθυνση της εξωτερικής δύναμης είναι προς τα πάνω.
Η σωστή απάντηση είναι η Β.