12 Παραδείγματα απλών ερωτήσεων για μηχανές
1. Κοιτάξτε την εικόνα της σταθερής τροχαλίας στο πλάι! Για να την σηκώσετε, απαιτείται δύναμη F.
τόσο μεγάλο όσο…
Α. 50 Β
Β. 100 Ν
Γ. 200 Ν
Δ. 1000 Ν
Συζήτηση
Βάρος φορτίου = 100 Newtons. Για την ανύψωση του φορτίου απαιτείται ελάχιστη δύναμη 100 Newtons.
Η σωστή απάντηση είναι η Β.
2. Κοιτάξτε την εικόνα!
Το μηχανικό πλεονέκτημα του μοχλού είναι…
Α. 1
Β. 1,5
C. 2,5
Δ. 10
Συζήτηση
Είναι γνωστό ότι:
Βάρος (w) = 75 Newtons
Δύναμη (F) = 7,5 Newton
Βραχίονας ισχύος (LK) = 50 cm
Βραχίονας φορτίου (LB) = 5 cm
Ερωτηθείσα: Μηχανικό πλεονέκτημα (KM)
Απάντηση:
Ο τύπος για το μηχανικό πλεονέκτημα ενός μοχλού:
KM = w / F ή KM = LK/LB
Πληροφορίες: KM = μηχανικό πλεονέκτημα, w = βάρος φορτίου, F = δύναμη, LK = βραχίονας ισχύος, LB = βραχίονας φορτίου.
Το μηχανικό πλεονέκτημα του μοχλού υπολογίζεται χρησιμοποιώντας τον παραπάνω τύπο:
KM = w/F = 75 Newtons / 7,5 Newtons = 10 ή
KM = LK/LB = 50 cm /5 cm = 10
Η σωστή απάντηση είναι το Δ.
3. Κοιτάξτε την ακόλουθη εικόνα μοχλού!
Το μέγεθος της δύναμης που ασκείται για την ανύψωση του βράχου είναι…
Α. 2.250 Νιούτον
Β. 1.500 Νιούτον
Γ. 750 Νιούτον
Δ. 500 Νιούτον
Συζήτηση
Είναι γνωστό ότι:
Βάρος φορτίου (w) = 1500 Newton
Βραχίονας φορτίου (Lb) = 0,5 μέτρα
Βραχίονας ισχύος (Lk) = 1,5 μέτρα
Ερωτήθηκε: Δύναμη (F)
Απάντηση:
Ο τύπος για το μηχανικό πλεονέκτημα ενός μοχλού:
Km = w / F ή Km = Lk/Lb
Περιγραφή τύπου:
Km = μηχανικό πλεονέκτημα, w = βάρος φορτίου, F = δύναμη, Lk = βραχίονας ισχύος, Lb = βραχίονας φορτίου.
Μηχανικό όφελος:
Km = Lk/Lb = 1,5/0,5 = 3
Μεγάλο στυλ:
Χιλιόμετρα = w / F
F = w / Km
F = 1500 Νιούτον / 3
F = 500 Νιούτον
Η σωστή απάντηση είναι το Δ.
4. Κοιτάξτε την εικόνα!
Από τις τέσσερις απλές μηχανές παραπάνω, αυτή που χρησιμοποιεί την αρχή του κεκλιμένου επιπέδου είναι...
Α. 1 και 2
Β. 1 και 3
Γ. 2 και 3
Δ. 3 και 4
Συζήτηση
Μια απλή μηχανή είναι ένα εργαλείο που χρησιμοποιείται για να διευκολύνει την ανθρώπινη εργασία. Για παράδειγμα, εάν δυσκολεύεστε να ανυψώσετε ένα αντικείμενο σε ένα ορισμένο ύψος, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα κεκλιμένο επίπεδο. Η ώθηση ενός αντικειμένου κατά μήκος του κεκλιμένου επιπέδου απαιτεί λιγότερη δύναμη από την άμεση ανύψωσή του. Σε αυτήν την περίπτωση, το αντικείμενο κινείται ενώ το κεκλιμένο επίπεδο παραμένει ακίνητο.
Το κεκλιμένο επίπεδο στην παραπάνω εικόνα είναι κεκλιμένο επίπεδο το οποίο είναι ακίνητο. Υπάρχουν κεκλιμένα επίπεδα που είναι απλές μηχανές που μπορούν να κινηθούν, δηλαδή βίδες (1) και σφήνες. Παραδείγματα σφηνών είναι οι άξονες (2), τα μαχαίρια και οι σμίλες. Σε αυτήν την περίπτωση, το αντικείμενο είναι ακίνητο ενώ το κεκλιμένο επίπεδο κινείται.
Η σωστή απάντηση είναι το Α.
5. Η ακόλουθη απλή μηχανή που χρησιμοποιεί την αρχή του μοχλού είναι...
Συζήτηση
Ένας τύπος απλής μηχανής είναι ο μοχλός. Ένας μοχλός είναι ένα εργαλείο που αυξάνει τη δύναμη, όπου η δύναμη που παράγεται είναι μεγαλύτερη από τη δύναμη που απελευθερώνεται. Υπάρχουν τρεις τύποι μοχλών, δηλαδή μοχλοί πρώτης κατηγορίας, μοχλοί δεύτερης κατηγορίας και μοχλοί τρίτης κατηγορίας. Το χαρακτηριστικό ενός μοχλού πρώτης κατηγορίας είναι ότι το σημείο στήριξης βρίσκεται μεταξύ της δύναμης και του φορτίου, για παράδειγμα ψαλίδι και πένσα. Το χαρακτηριστικό ενός μοχλού δεύτερης κατηγορίας είναι ότι το φορτίο βρίσκεται μεταξύ του σημείου στήριξης και της δύναμης, για παράδειγμα ένα εξολκέα καρφιών και ένα συρραπτικό. Το χαρακτηριστικό ενός μοχλού τρίτης κατηγορίας είναι ότι η δύναμη βρίσκεται μεταξύ του φορτίου και του σημείου στήριξης, για παράδειγμα μια βούρτσα.
Το Σχήμα Β είναι ένα παράδειγμα μοχλού δεύτερης κατηγορίας, όπου το φορτίο βρίσκεται μεταξύ του υπομοχλίου (του τροχού) και της ισχύος (της δύναμης ανύψωσης και της ανθρώπινης δύναμης ώθησης).
Η σωστή απάντηση είναι η Β.
6. Η ακόλουθη απλή μηχανή έχει την ίδια αρχή λειτουργίας με την παραπάνω απλή μηχανή, δηλαδή...
Συζήτηση
Η απλή μηχανή στην παραπάνω εικόνα είναι ένας μοχλός. Ένας μοχλός είναι μια συσκευή ενίσχυσης δύναμης, όπου η προκύπτουσα δύναμη είναι μεγαλύτερη από την εφαρμοζόμενη δύναμη. Υπάρχουν τρεις τύποι μοχλών: μοχλοί πρώτης κατηγορίας, μοχλοί δεύτερης κατηγορίας και μοχλοί τρίτης κατηγορίας.
Το χαρακτηριστικό ενός μοχλού πρώτης κατηγορίας είναι ότι το σημείο υπομόχλισης βρίσκεται μεταξύ της δύναμης και του φορτίου, για παράδειγμα μοχλοί, ψαλίδι και πένσα.
Το χαρακτηριστικό ενός μοχλού δεύτερης κατηγορίας είναι ότι το φορτίο βρίσκεται μεταξύ του υπομοχλίου και της δύναμης, για παράδειγμα ένα εξολκέας καρφιών και ένα συρραπτικό.
Το χαρακτηριστικό ενός μοχλού τρίτης κατηγορίας είναι ότι η δύναμη είναι μεταξύ του φορτίου και του υπομοχλίου, για παράδειγμα μιας βούρτσας.
Η εικόνα στην παραπάνω ερώτηση είναι ένας μοχλός και ένα απλό μηχάνημα που λειτουργεί με την ίδια αρχή με έναν μοχλό είναι το ψαλίδι.
Η σωστή απάντηση είναι η Γ.
7. Κοιτάξτε το παιχνίδι με την τραμπάλα όπως φαίνεται στην παρακάτω εικόνα!
Η μάζα του παιδιού Α είναι μεγαλύτερη από αυτή του παιδιού Β. Για να ισορροπήσει η τραμπάλα, η σωστή θέση είναι...
Α. Το σημείο υπομόχλισης Τ μετατοπίζεται προς το σημείο P
Β. Το παιδί Β μετακινείται στο σημείο R
Γ. Το παιδί Α μετακινείται στο σημείο P
Δ. Το παιδί Β μετακινείται στο σημείο Q
Συζήτηση
Μια τραμπάλα είναι ένα παράδειγμα απλής μηχανής με μοχλό. Ο τύπος για το μηχανικό της πλεονέκτημα είναι:
KM = w lb = F lk
Πληροφορίες:
KM = μηχανικό πλεονέκτημα,
w = φορτίο
lb = βραχίονας φορτίου = απόσταση μεταξύ του φορτίου και του υπομοχλίου. Το υπομόχλιο στο σχήμα είναι T
F = ισχύς
lk = βραχίονας ισχύος = απόσταση μεταξύ ισχύος και υπομόχλιου. Το υπομόχλιο στο σχήμα είναι T
Με βάση τον παραπάνω τύπο, έτσι ώστε το γινόμενο του φορτίου (w) επί του βραχίονα φορτίου (lb) να είναι το ίδιο με το γινόμενο της δύναμης (F) επί του βραχίονα δύναμης (lk), τότε αν το φορτίο είναι μεγάλο και η δύναμη είναι μικρή, ο βραχίονας φορτίου (lb) πρέπει να είναι μικρός και ο βραχίονας δύναμης (lk) πρέπει να είναι μεγάλος.
Κοιτάξτε την παραπάνω εικόνα. Εάν το Α είναι ένα μεγαλύτερο φορτίο και το Β είναι μια μικρότερη δύναμη, τότε η ισορροπία επιτυγχάνεται όταν ο βραχίονας φορτίου είναι μικρός και ο βραχίονας δύναμης είναι μεγάλος.
Ο βραχίονας φορτίου γίνεται μικρότερος αφού το παιδί Α μεταβεί στο P.
Η σωστή απάντηση είναι η Γ.
8.
Κοιτάξτε την παρακάτω εικόνα!
Από τα τέσσερα κεκλιμένα επίπεδα παραπάνω, αυτό που έχει το ίδιο μηχανικό πλεονέκτημα φαίνεται στο σχήμα με αριθμό….
Α. (1) και (2)
Β. (1) και (3)
Γ. (2) και (4)
Δ. (3) και (4)
Συζήτηση
Ένα κεκλιμένο επίπεδο είναι μια απλή μηχανή. Οι απλές μηχανές είναι εργαλεία που βοηθούν τους ανθρώπους να εκτελούν εργασίες. Τα κεκλιμένα επίπεδα χρησιμοποιούνται για να διευκολύνουν τους ανθρώπους να ανυψώνουν αντικείμενα σε ένα ορισμένο ύψος.
Το μηχανικό πλεονέκτημα ενός κεκλιμένου επιπέδου είναι η αναλογία του μήκους του κεκλιμένου επιπέδου προς το ύψος του κεκλιμένου επιπέδου.
Μηχανικό πλεονέκτημα κεκλιμένου επιπέδου 1 = 5 cm / 2 cm = 2,5
Μηχανικό πλεονέκτημα κεκλιμένου επιπέδου 2 = 3 cm / 2 cm = 1,5
Μηχανικό πλεονέκτημα κεκλιμένου επιπέδου 3 = 3 cm / 1 cm = 3
Μηχανικό πλεονέκτημα κεκλιμένου επιπέδου 4 = 12 cm / 4 cm = 3
Το ίδιο μηχανικό πλεονέκτημα φαίνεται από τα σχήματα (3) και (4).
Η σωστή απάντηση είναι το Δ.
9.
Μερικά κεκλιμένα επίπεδα έχουν διαστάσεις όπως στην εικόνα.
Αυτό που έχει το ίδιο μηχανικό πλεονέκτημα είναι το κεκλιμένο επίπεδο...
Α. (1) και (2)
Β. (1) και (3)
Γ. (2) και (4)
Δ. (3) και (4)
Συζήτηση
Μηχανικό πλεονέκτημα κεκλιμένου επιπέδου 1 = 3,2 m / 80 cm = 320 cm / 80 cm = 4
Μηχανικό πλεονέκτημα κεκλιμένου επιπέδου 2 = 3,6 m / 90 cm = 360 cm / 90 cm = 4
Μηχανικό πλεονέκτημα κεκλιμένου επιπέδου 3 = 3 m / 120 cm = 300 cm / 120 cm = 2,5
Μηχανικό πλεονέκτημα κεκλιμένου επιπέδου 4 = 4 m / 125 cm = 400 cm / 125 cm = 3,2
Το ίδιο μηχανικό πλεονέκτημα φαίνεται από τα σχήματα (1) και (2).
Η σωστή απάντηση είναι το Α.
10.
Κοιτάξτε την ακόλουθη εικόνα ενός κεκλιμένου επιπέδου!
Το κεκλιμένο επίπεδο που έχει το ίδιο μηχανικό πλεονέκτημα είναι….
Α. (1) και (2)
Β. (1) και (3)
Γ. (2) και (3)
Δ. (3) και (4)
Συζήτηση
Μηχανικό πλεονέκτημα κεκλιμένου επιπέδου 1 = 3 m / 1,2 m = 2,5
Μηχανικό πλεονέκτημα κεκλιμένου επιπέδου 2 = 5 m / 2 m = 2,5
Μηχανικό πλεονέκτημα κεκλιμένου επιπέδου 3 = 4 m / 1,5 m = 2,6
Μηχανικό πλεονέκτημα κεκλιμένου επιπέδου 4 = 3,6 m / 1,2 m = 3
Το ίδιο μηχανικό πλεονέκτημα φαίνεται από τα σχήματα (1) και (2).
Η σωστή απάντηση είναι το Α.
11. Απλές μηχανές
Δείτε την ακόλουθη εικόνα του μοχλού.
Απόσταση AB = BC = CD = DE, η δύναμη που πρέπει να ασκηθεί στο σημείο E ώστε ο μοχλός να ισορροπήσει είναι…
Α. 300 Β
Β. 450 Ν
Γ. 750 Ν
Δ. 900 Ν
Συζήτηση
Είναι γνωστό ότι:
ΑΒ = ΒΚ = CD = ΔΕ = l
Βραχίονας φορτίου (Lb) = l
Βραχίονας ισχύος (Lk) = 3l
Βάρος φορτίου (w) = 900 Newton
Ερωτηθείς: Δύναμη (F)
Απάντηση:
Μηχανικό όφελος:
Km = Lk/Lb = 3l/l = 3
Μεγάλο στυλ:
Χιλιόμετρα = w / F
F = w / Km
F = 900 Νιούτον / 3
F = 300 Νιούτον
Η σωστή απάντηση είναι το Α.
12. Κοιτάξτε την εικόνα του μοχλού παρακάτω!
Στη συνέχεια, το φορτίο μετατοπίζεται 10 cm πιο κοντά στο σημείο υπομόχλισης. Για να διατηρηθεί η ισορροπία του μοχλού, η δύναμη πρέπει να είναι...
Α. συν 54 Β
Β. μείον 64 Β
Γ. συν 75 Β
Δ. μείον 96 Β
Συζήτηση
Υπολογίστε τον βραχίονα ισχύος (Lk)
Είναι γνωστό ότι:
Βραχίονας φορτίου (Lb) = 25 cm
Βάρος φορτίου (w) = 480 Newton
Δύναμη (F) = 160 N
Ερώτηση: Βραχίονας ισχύος (Lk)
Απάντηση:
Μηχανικό πλεονέκτημα (χλμ):
Km = w / F = 480 Newtons / 160 N = 3
Βραχίονας ισχύος (Lk):
Χιλιόμετρα = Lk/Lb
3 = Lk/25 cm
Lk = (3)(25 cm)
Lk = 75 cm
Υπολογίστε το μέγεθος της δύναμης (F)
Είναι γνωστό ότι:
Βραχίονας φορτίου (Lb) = 25 cm – 10 cm = 15 cm
Βάρος φορτίου (w) = 480 Newton
Βραχίονας ισχύος (Lk) = 75 cm
Ερωτηθείς: Δύναμη (F)
Απάντηση:
Μηχανικό πλεονέκτημα (χλμ):
Χιλιόμετρα = Lk/Lb
Χιλιόμετρα = 75 εκ. / 15 εκ.
Χιλιόμετρα = 5
Το μέγεθος της δύναμης (F):
Χιλιόμετρα = w / F
F = w / Km
F = 480 Νιούτον / 5
F = 96 Νιούτον
Για να βρίσκεται ο μοχλός σε ισορροπημένη θέση, η δύναμη μειώνεται κατά 64 Newton (160 N – 96 N).
Η σωστή απάντηση είναι η Β.
Πηγή ερώτησης:
Ερωτήσεις Πανελλαδικών Εξετάσεων Φυσικών Επιστημών Γυμνασίου/Ισλαμικού Γυμνασίου
