Τύπος δύναμης σε κεκλιμένο επίπεδο

Παραδείγματα ερωτήσεων και τύποι για δυνάμεις σε κεκλιμένα επίπεδα

1. Μια σταθερή οριζόντια δύναμη μεγέθους 50 N ασκείται σε ένα μπλοκ μάζας m = 5 kg. Το μπλοκ κινείται προς τα πάνω με αρχική ταχύτητα v._o = 4 m/s κατά μήκος ενός τραχιού κεκλιμένου επιπέδου με γωνία κλίσης θ (βυρσοδέψω θ = ¾). Συντελεστής κινητική τριβή μεταξύ του μπλοκ και της κεκλιμένης επίπεδης επιφάνειας είναι μ_k = 0,2. Η απόσταση που διανύει το μπλοκ πριν σταματήσει τελικά είναι…

Α. 10 μ.

Β. 12 μ.

Γ. 15 μ.

Δ. 18 μ.

Α. 22 μ.

w = βαρύτητα

w_x = συνιστώσα της βαρύτητας στον άξονα x

w_y = συνιστώσα της βαρύτητας στον άξονα y

F = σταθερή οριζόντια δύναμη

F_x = συνιστώσα της δύναμης στον άξονα x

F_y = συνιστώσα της δύναμης στον άξονα y

N = κανονική δύναμη

f_k = κινητική δύναμη τριβής

w = mg = 5 (10) = 50 N

w_x = w sin θ = 50 (3/5) = 30 N

w_y = w cos θ = 50 (4/5) = 40 N

F = 50 Ν

F_x = F cos θ = 50 (4/5) = 40 N

F_y = F sin θ = 50 (3/5) = 30 N

Ν = w_y + F_y = 40 + 30 = 70 Β

f_k = μ_k Ν = 0,2 (70) = 14 Ν

Εφαρμόστε τον δεύτερο νόμο του Νεύτωνα:

ΣF = ma

F_x - β_x - στ_k = μαμά

40-30-14 = 5 α

-4 = 5 α

α = -4/5 m/s²

Χρησιμοποιήστε τον τύπο GLBB για να υπολογίσετε την απόσταση που διανύει το μπλοκ πριν σταματήσει.

Είναι γνωστό:

Αρχική ταχύτητα (v_o) = 4 m/s

Επιβράδυνση (α) = -4/5 m/s²

Τελική ταχύτητα (v_t) = 0

Ερωτηθείς: Διανυθείσα απόσταση (s)

Τζαβάμπ:

v_t² = v_o² + 2 άξονες

0 = 4² + 2 (-4/5) δευτ.

0 = 16 – 8/5 δευτ.

16 = 8/5 δευτ.

16 (5) = 8 δευτερόλεπτα

80 = 8 δευτερόλεπτα

s = 80/8

s = 10 μέτρα

Η σωστή απάντηση είναι το Α.

2. Ένα μπλοκ κινείται από την ηρεμία σε ένα μακρύ κεκλιμένο επίπεδο. Το πρώτο τμήμα της κλίσης είναι ομαλό και το επόμενο τμήμα προς τα κάτω είναι ανώμαλο. Αφού κινηθεί για λίγο στο ανώμαλο τμήμα, το μπλοκ σταματά. Σε αυτή την περίπτωση…

(1) το συνολικό έργο στο μπλοκ δεν είναι ίσο με μηδέν

(2) το έργο που παράγεται από τη βαρυτική δύναμη έχει θετική τιμή

(3) το έργο που παράγεται από τη βαρυτική δύναμη είναι ίσο με την αλλαγή στη δυναμική ενέργεια του μπλοκ

(4) το έργο που παράγεται από τη δύναμη τριβής δεν είναι ίσο με μηδέν

Συζήτηση

Δύο δυνάμεις ασκούνται σε ένα αντικείμενο, η βαρύτητα και η τριβή.

Όταν ένα αντικείμενο διέρχεται πάνω από ένα λείο κεκλιμένο επίπεδο, μόνο η δύναμη της βαρύτητας ασκείται σε αυτό. Όταν ένα αντικείμενο διέρχεται πάνω από ένα τραχύ κεκλιμένο επίπεδο, εκτός από τη δύναμη της βαρύτητας, ασκείται και μια δύναμη τριβής.

1. Το συνολικό έργο στο μπλοκ δεν είναι ίσο με μηδέν.

Αν το συνολικό έργο είναι μηδέν, τότε δεν υπάρχει μετατόπιση. Το μπλοκ υφίσταται μετατόπιση, επομένως το συνολικό έργο δεν είναι μηδέν.

Η πρόταση 1 είναι αληθής

2. Το έργο που παράγεται από τη βαρυτική δύναμη έχει θετική τιμή

Το έργο που παράγεται από τη βαρυτική δύναμη είναι θετικό επειδή η κατεύθυνση της βαρυτικής δύναμης (προς τα κάτω) είναι η ίδια με την κατεύθυνση της μετατόπισης του αντικειμένου (προς τα κάτω).

Η πρόταση 2 είναι αληθής

3. Το έργο που παράγεται από τη βαρυτική δύναμη είναι ίσο με τη μεταβολή της βαρυτικής δυναμικής ενέργειας του μπλοκ. Σε αυτήν την περίπτωση, το θετικό έργο που παράγεται από τη βαρυτική δύναμη προκαλεί τη μείωση της βαρυτικής δυναμικής ενέργειας του μπλοκ.

Η πρόταση 3 είναι αληθής

4. Το έργο που παράγεται από την τριβή δεν είναι μηδέν επειδή το αντικείμενο υφίσταται μετατόπιση και υπάρχει μια δύναμη τριβής που ασκείται κατά τη διάρκεια της μετατόπισης.

Η πρόταση 4 είναι αληθής

Κίνηση σε λείο κεκλιμένο επίπεδο

3. Ένας κύβος που ολισθαίνει σε ένα κεκλιμένο επίπεδο χωρίς τριβή θα παρουσιάζει σταθερή επιτάχυνση.

Σεμπάμπ

Ελλείψει τριβής, η επιτάχυνση ενός αντικειμένου είναι ίση με την επιτάχυνση που οφείλεται στη βαρύτητα.

Συζήτηση

Αν δεν υπάρχει τριβή, ο κύβος ολισθαίνει προς τα κάτω με σταθερή επιτάχυνση. Σε ελεύθερη πτώση, ένα αντικείμενο πέφτει με επιτάχυνση g, όπου g είναι η επιτάχυνση λόγω της βαρύτητας.

Εν τω μεταξύ, σε ένα κεκλιμένο επίπεδο, ένα αντικείμενο ολισθαίνει προς τα κάτω με επιτάχυνση gx, όπου η τιμή του gx είναι μικρότερη από την επιτάχυνση που οφείλεται στη βαρύτητα. Η τιμή του gx εξαρτάται επίσης από το μέγεθος της γωνίας κλίσης.

Πηγή ερωτήσεων

Ερωτήσεις Φυσικής SBMPTN