نمونه سوالات سطح شیبدار

۹ نمونه از سوالات سطح شیب‌دار

برای درک بهتر بحث مربوط به این سوال، مطالب مربوط به قوانین نیوتن ، نیروی عمودی و نیروی اصطکاک را مطالعه کنید.

۱. یک بلوک ۵ کیلوگرمی مطابق شکل روی یک سطح شیب‌دار صاف رها می‌شود! (g = 10 ms ⁻² و tg 37 ^o = 3/4). شتاب بلوک ...

الف. 4,5 میلی‌ثانیه^-2

ب. 6,0 میلی‌ثانیه ^-2

ج. 7,5 میلی‌ثانیه ^-2

د. ۱۶ میلی‌ثانیه ^-۱

ه. 10,0 میلی‌ثانیه ^-2

پمباهاسان

معلوم است که:

متر = ۵ کیلوگرم، گرم = ۱۰ متر بر ^ثانیه

w = میلی‌گرم = (5)(10) = 50 نیوتن

طول ضلع پایینی = ۴

طول ضلع عمودی = ۳

از آنجا که ضلع پایینی = ۴ و ضلع عمودی = ۳ است، پس وتر = ۵ است. می‌توانید آن را با استفاده از فرمول فیثاغورث ثابت کنید.

سوال: شتاب بلوک (الف)؟

جواب:

نیرویی که باعث حرکت بلوک می‌شود w _x است . سطح شیب‌دار صاف است، بنابراین اصطکاکی وجود ندارد.

w_x = w گناه θ = (w)(ضلع عمودی / وتر)

w _x = (50)(3/5)

wx = 30 _نیوتن

شتاب (a) بلوک چقدر است؟

Σ F = ma

w _x = ma

30 = (5) الف

الف = ۲۵۰ / ۵۰

a = 6 متر بر ^ثانیه

جواب صحیح B است.

۲. به تصویر نگاه کنید! یک بلوک در ابتدا در حالت سکون است، سپس با نیروی F به سمت بالا و موازی با سطح شیب‌دار کشیده می‌شود. جرم بلوک ۸ کیلوگرم، ضریب اصطکاک µ _s = 0,5 و θ = 45 ^o است . برای اینکه بلوک دقیقاً به سمت بالا حرکت کند، نیروی F باید ... باشد.

الف. 40 ن

ب. ۶۰ ن

ج. ۲√۳ شمالی

د. 80 ن

E. 80√2 شمالی

پمباهاسان

معلوم است که :

ضریب اصطکاک ایستایی (µ _s ) = 0,5

زاویه (θ) = 45 ^درجه

شتاب گرانش (g) = 10 متر بر ^ثانیه

جرم بلوک (متر) = ۸ کیلوگرم

وزن بلوک (w) = میلی‌گرم = (8 کیلوگرم)(10 متر بر ثانیه ⁾ = 80 کیلوگرم متر بر ثانیه ⁼ 80 نیوتن

سوال : بزرگی نیروی F که باعث حرکت جسم به سمت بالا می‌شود

پاسخ :

اگر F ≥ w _x + f _{s باشد} ، بلوک به سمت بالا حرکت خواهد کرد.

مولفه گرانش موازی با سطح شیبدار :

w _x = w sin θ = (80) (sin 45) = (80) (0,5√2) = 40√2

مولفه گرانش عمود بر سطح شیبدار :

w _y = w cos θ = (80) (cos 45) = (80) (0,5√2) = 40√2

نیروی عادی :

N = w _y = 40√2

نیروی اصطکاک ایستایی :

f _s = μ _s N = (0,5) (40√2) = 20√2

بزرگی نیروی F که باعث حرکت بلوک به سمت بالا می‌شود :

F ≥ wx + fs_​​

F ≥ 40√2 + 20√2

F ≥ ۱۴√۲ نیوتن

جواب صحیح C است.

۳. بلوکی به جرم ۸ کیلوگرم مطابق شکل زیر روی یک سطح شیب‌دار ناهموار قرار داده شده است. حداقل نیروی خارجی مورد نیاز برای جلوگیری از لغزش بلوک به سمت پایین ... (sin 37 ^o = 0,6, cos 37 ^o = 0,8, g = 10 ms ^-2 , µ _k = 0,1)

الف. 6,4 ن

ب. ۶۰ ن

ج. ۹۰ شمالی

د. 54,4 ن

E. 68,8 N

پمباهاسان

معلوم است که :

جرم بلوک (متر) = ۴ کیلوگرم

شتاب گرانش (g) = 10 متر بر ^ثانیه

وزن بلوک (w) = میلی‌گرم = (8)(10) = 80 نیوتن

گناه ۳۷ ^درجه = ۰.۶

کُس ۳۷ ⁼ ۰.۸

ضریب اصطکاک جنبشی (µ _k ) = 0,1

N = w _y = w cos 37 ^o = (80)(0,8) = 64 نیوتن

سوال : حداقل نیروی خارجی (F) مورد نیاز برای نگه داشتن بلوک به طوری که بلوک به پایین نلغزد.

جواب :

اگر F = w _{x باشد،} بلوک به پایین نمی‌لغزد.

مولفه گرانش موازی با سطح شیبدار :

w _x = w sin θ = (80) (sin 37) = (80) (0,6) = 48

f _k = μk _N = (0,1) (64) = 6,4

حداقل نیروی F به طوری که بلوک به پایین نلغزد :

F + f _k – w _x = 0

F = w _x – f _k = 48 – 6,4 = 41,6 نیوتن

۴. جسمی به جرم ۵.۰ کیلوگرم با طنابی از روی یک سطح شیب‌دار ناهموار با نیروی ۷۱ نیوتن (g = 10 m s ^-2 ، sin 37 ^o = 0,6، cos 37 ^o = 0,8) بالا کشیده می‌شود. اگر ضریب اصطکاک بین جسم و سطح ۰.۴ باشد، شتاب جسم برابر است با…

الف. ۲ میلی‌ثانیه^-2

ب. ۲ میلی‌ثانیه ^-۱

ج. ۴ میلی‌ثانیه ^-۱

د. ۸ میلی‌ثانیه ^-۱

ه. 5 میلی‌ثانیه ^-2

پمباهاسان

معلوم است که :

جرم جسم (متر) = ۱۶ کیلوگرم

۳. سوالات آزمون ملی فیزیک SMA سال ۲۰۱۲/۲۰۱۳، SA ۶۵، شماره ۲۸

جسمی به جرم ۵ کیلوگرم توسط طنابی با نیروی ۷۱ نیوتن (g = 10 m s ^-2 ، sin 37 ^o = 0,6، cos 37 ^o = 0,8) از روی یک سطح شیب‌دار ناهموار بالا کشیده می‌شود. اگر ضریب اصطکاک بین جسم و سطح ۰.۴ باشد، شتاب جسم برابر است با ...

الف. 0,5 میلی‌ثانیه ^-2

ب. ۲ میلی‌ثانیه ^-۱

ج. ۴ میلی‌ثانیه ^-۱

د. ۸ میلی‌ثانیه ^-۱

ه. 5 میلی‌ثانیه ^-2

پمباهاسان

معلوم است که :

جرم جسم (متر) = ۱۶ کیلوگرم

شتاب گرانش (g) = 10 متر بر ^ثانیه

وزن جسم (w) = میلی‌گرم = (5)(10) = 50 نیوتن

نیروی F = 71 نیوتن

گناه ۳۷ ^درجه = ۰.۶

کُس ۳۷ ⁼ ۰.۸

ضریب اصطکاک = ۰.۴

سوال : شتاب جسم (الف)

پاسخ :

نیروی برآیند

ابتدا برآیند نیروهای وارد بر جسم را محاسبه کنید.

مولفه گرانش موازی با سطح شیبدار :

w _x = w sin θ = (50) (sin 37) = (50) (0,6) = 30

مولفه گرانش عمود بر سطح شیبدار :

w _y = w cos θ = (50) (cos 37) = (50) (0,8) = 40

سبک معمولی :

ن = w _y = 40

نیروی اصطکاک جنبشی :

f _k = µ _k N = (0,4)(40) = 16

نیروی برآیند وارد بر سطح شیبدار:

∑ F = F – w _x – f _k = 71 – 30 – 16 = 25 نیوتن

شتاب یک جسم

شتاب یک جسم با استفاده از فرمول قانون دوم نیوتن محاسبه می‌شود:

a = ∑F / m = 25 / 5 = 5 متر بر ^ثانیه

پاسخ صحیح E است.

5.
به تصویر نگاه کنید! یک بلوک در ابتدا در حالت سکون است، سپس با نیروی F موازی با سطح شیب‌دار به سمت بالا کشیده می‌شود. جرم بلوک 8 کیلوگرم و ضریب اصطکاک µ است._s = 0,5 و θ = 45^oبرای اینکه بلوک به سمت بالا حرکت کند، نیروی F باید ... باشد.

الف. 40 ن
ب. ۶۰ ن
ج. ۲√۳ شمالی
د. 80 ن
E. 80√2 شمالی

پمباهاسان
شناخته شده است :
ضریب اصطکاک ایستایی (میکرومتر_s) = 0,5،XNUMX،XNUMX،XNUMX،XNUMX،XNUMX،XNUMX،XNUMX،XNUMX
زاویه (θ) = 45^o
شتاب گرانش (g) = 10 متر بر ثانیه²
جرم بلوک (متر) = ۸ کیلوگرم
وزن بلوک (w) = میلی‌گرم = (8 کیلوگرم)(10 متر بر ثانیه)²) = 80 کیلوگرم متر بر ثانیه² = ۶۰۰ نیوتن
پرسیده شد : بزرگی نیروی F که باعث حرکت رو به بالای بلوک می‌شود
جواب :

بلوک سمت راست به سمت بالا حرکت خواهد کرد اگر F ≥ w_x + f_s.
مولفه گرانش موازی با سطح شیبدار :
w_x = w sin θ = (80) (sin 45) = (80) (0,5√2) = 40√2
مولفه گرانش عمود بر سطح شیبدار :
w_y = w cos θ = (80) (cos 45) = (80) (0,5√2) = 40√2
نیروی عادی :
ن = وزن_y = ۵√۲
نیروی اصطکاک ایستایی :
f_s = µ_s ن = (0,5)(40√2) = 20√2
بزرگی نیروی F که باعث حرکت بلوک به سمت بالا می‌شود :
F ≥ w_x + f_s
F ≥ ۱۰√۲ + ۲۰√۲
F ≥ ۱۴√۲ نیوتن
جواب صحیح C است.

6.
بلوکی به جرم ۸ کیلوگرم مطابق شکل زیر روی یک سطح شیب‌دار ناهموار قرار داده شده است. حداقل نیروی خارجی لازم برای جلوگیری از لغزش بلوک به سمت پایین ... (sin 37) است.^o = ۰.۶، کسنوس ۳۷^o = 0,8، گرم = 10 میلی‌ثانیه^-2، میکرو_k = 0,1)

الف. 6,4 ن
ب. ۶۰ ن
ج. ۹۰ شمالی
د. 54,4 ن
E. 68,8 N

پمباهاسان
شناخته شده است :
جرم بلوک (متر) = ۴ کیلوگرم
شتاب گرانش (g) = 10 متر بر ثانیه²
وزن بلوک (w) = میلی‌گرم = (8)(10) = 80 نیوتن
بدون 37^o = 0,6
چون 37^o = 0,8
ضریب اصطکاک جنبشی (µ_k) = 0,1،XNUMX،XNUMX،XNUMX،XNUMX،XNUMX،XNUMX،XNUMX،XNUMX
پرسیده شد : حداقل نیروی خارجی (F) که بلوک را نگه می‌دارد تا بلوک به پایین نلغزد
جواب :
اگر بلوک به پایین سر نخورد ف = وزن_x
مولفه گرانش موازی با سطح شیبدار :
w_x = w sin θ = (80) (sin 37) = (80) (0,6) = 48
f_k = µ_k ن = (0,1)(64) = 6,4
حداقل نیروی F به طوری که بلوک به پایین نلغزد :
ف + ف_k - w_x = 0
ف = وزن_x - f_k = ۱۰ – ۶ = ۴ نیوتن

7.
جسمی به جرم ۵ کیلوگرم توسط طنابی با نیروی ۷۱ نیوتن (g = ۱۰ متر بر ثانیه) از روی یک سطح شیب‌دار ناهموار بالا کشیده می‌شود.^-2، گناه ۳۷^o = ۰.۶، کسنوس ۳۷^o = 0,8). اگر ضریب اصطکاک بین جسم و صفحه 0,4 باشد، شتابی که جسم تجربه می‌کند ...
الف. ۲ میلی‌ثانیه^-2
ب. ۱.۲ میلی‌ثانیه^-2
ج. ۱ میلی‌ثانیه^-2
د. 3 میلی‌ثانیه^-2
ه. ۲.۵ میلی‌ثانیه^-2
پمباهاسان
شناخته شده است :
جرم جسم (متر) = ۱۶ کیلوگرم
شتاب گرانش (g) = 10 متر بر ثانیه²
وزن جسم (w) = میلی‌گرم = (5)(10) = 50 نیوتن
نیروی F = 71 نیوتن
بدون 37^o = 0,6
چون 37^o = 0,8
ضریب اصطکاک = ۰.۴
پرسیده شد شتاب جسم (a)
جواب :
نیروی برآیند
ابتدا برآیند نیروهای وارد بر جسم را محاسبه کنید.
مولفه گرانش موازی با سطح شیبدار :
w_x = w sin θ = (50) (sin 37) = (50) (0,6) = 30
مولفه گرانش عمود بر سطح شیبدار :
w_y = w cos θ = (50) (cos 37) = (50) (0,8) = 40
نیروی عادی :
ن = وزن_y = 40
نیروی اصطکاک جنبشی :
f_k = µ_k ن = (0,4)(40) = 16
نیروی برآیند وارد بر سطح شیبدار:
∑F = F – w_x - f_k = ۴۰ – ۱۹.۶ – ۶.۷۹ = ۱۳.۶۱ نیوتن
شتاب یک جسم
شتاب یک جسم با استفاده از فرمول قانون دوم نیوتن محاسبه می‌شود:
a = ∑F / m = 25 / 5 = 5 متر بر ثانیه²
پاسخ صحیح E است.

۸. به تصویر نگاه کنید! یک بلوک در ابتدا در حالت سکون است، سپس با نیروی F به سمت بالا و موازی با سطح شیب‌دار کشیده می‌شود. جرم بلوک ۲ کیلوگرم، ضریب اصطکاک ایستایی = ۰.۳ و زاویه = ۴۵ ^درجه است . برای اینکه بلوک دقیقاً به سمت بالا حرکت کند، نیروی F باید ... g = 10 m/s² باشد^.

پمباهاسان
معلوم است که:
متر = ۲ کیلوگرم، گرم = ۱۰ متر بر ثانیه²، = ۴۵^o، μ_s = 0,3
سوال: برای اینکه بلوک دقیقاً به سمت بالا حرکت کند، نیروی F چقدر باید باشد؟
جواب:

اطلاعات: F = نیروی کششی، w = نیروی جاذبه، w_x = مؤلفه وزن بلوک موازی با سطح شیب‌دار، w_y = مؤلفه وزن بلوک عمود بر سطح شیب‌دار، N = نیروی عمودی، f_s = نیروی اصطکاک ایستایی.

در سوال، ضریب اصطکاک ایستایی مشخص است، این بدان معناست که سطح صفحه شیب‌دار ناهموار است، بنابراین نیروی اصطکاکی وجود دارد که مانع حرکت بلوک می‌شود.
برای اینکه بلوک به سمت بالا حرکت کند، نیروی F باید برابر با w باشد._x +f_sجسم وقتی F بزرگتر از w باشد، به سمت بالا حرکت می‌کند._x +f_s.

w = میلی‌گرم = (2)(10) = 20 نیوتن
w_x = w گناه 45^o = (20)(½ √2) = 10√2 نیوتن
w_y = w کسینوس ۳۰^o = (20)(½√2) = 10√2 نیوتن
ن = وزن_y = ۵√۲
f_s = μ_s N = (0,3)(10√2) = 3√2 نیوتن

به طوری که بلوک به سمت بالا حرکت کند، آنگاه:
ف = وزن_x +f_s = ۱۰√۲ + ۳√۲ = ۱۳√۲ نیوتن
جواب صحیح C است.

۹. جسمی به جرم ۲ کیلوگرم مطابق شکل زیر روی یک سطح شیبدار قرار دارد. اگر ضریب اصطکاک ایستایی بین جسم و سطح شیبدار ۰.۲√۳ و g = ۱۰ ms ^-۲ باشد ، آنگاه نیروی برآیندی که جسم را حرکت می‌دهد ...

پمباهاسان
معلوم است که:
متر = ۲ کیلوگرم، گرم = ۱۰ متر بر ثانیه²، = ۴۵^o، μ_s = ۵√۲
پرسیده شد: نیروی برآیندی که یک جسم را به حرکت در می‌آورد؟

جواب:

اصطکاک همیشه مانع حرکت یک جسم می‌شود، بنابراین جهت نیروی اصطکاک در خلاف جهت حرکت جسم نشان داده می‌شود. فرض می‌شود که جسم به سمت پایین حرکت می‌کند، بنابراین نیروی اصطکاک به سمت بالا نشان داده می‌شود. فرض می‌شود که جسم به سمت پایین حرکت می‌کند زیرا هیچ نیرویی آن را به سمت بالا نمی‌کشد.
w = میلی‌گرم = (2)(10) = 20 نیوتن
w_x = w گناه 30^o = (20)(½) = 10 نیوتن
w_y = w کسینوس ۳۰^o = (20)(½ √3) = 10√3 نیوتن
ن = وزن_y = ۹.۸√۳ نیوتن
f_s = μ_s N = (0,2√3)(10√3) = (2)(3) = 6 نیوتن
نیروی برآیندی که یک جسم را به حرکت در می‌آورد عبارت است از:
ف = وزن_x - f_s = ۱۰ – ۶ = ۴ نیوتن
w_x بزرگتر از f_s بنابراین جسم به سمت پایین، در جهت w حرکت می‌کند._x.
جواب صحیح الف است.

منبع سوال:

سوالات فیزیک آزمون سراسری برای دبیرستان/هنرستان فنی و حرفه ای