Foarbyldfragen oer de wet fan Newton

20 foarbylden fan Newton syn wetten

De earste wet fan Newton

1. As de resultearjende krêft dy't op in objekt wurket gelyk is oan nul, dan ...

(1) it objekt sil net fersnelle

(2) objekten binne altyd yn rêst

(3) feroaring yn 'e snelheid fan it objekt is nul

(4) it is ûnmooglik foar in objekt om yn in rjochte line mei in konstante snelheid te bewegen

De wierheid is ...

A. (1), (2) en (3)

B. (1) en (3) allinnich

C. (2) en (4) allinnich

Allinnich D. (4)

E. (1), (2), (3) en (4)

Diskusje

It juste antwurd is:

(1) It objekt sil net fersnelle

De resultearjende krêft feroarsaket dat in objekt fersnelt. As de resultearjende krêft nul is, sil it objekt net fersnelle.

(2) Objekten binne altyd yn rêst

De earste wet fan Newton stelt dat as de resultearjende krêft dy't op in objekt wurket gelyk is oan nul, dan in objekt yn rêst sil yn rêst bliuwe en in objekt dat mei in konstante snelheid beweecht (unifoarme lineêre beweging) sil mei in konstante snelheid trochgean.

(3) De feroaring yn 'e snelheid fan it objekt is nul

Feroaring yn snelheid = fersnelling. In feroaring yn snelheid fan in objekt is nul, wat betsjut dat de fersnelling fan it objekt nul is. As de fersnelling nul is, dan is de resultearjende krêft dy't op it objekt wurket nul.

It goede antwurd is A.

Objekten yn 'e lift

2. As Sandi yn in stilsteande lift is, is it gewicht 500 N. Fersnelling troch swiertekrêft = 10 ms^-2 As de lift fersnelt, wurdt de spanning yn it tou 750 N. Sadwaande is de fersnelling fan 'e lift ...

A. 5,0 ms^-2

B. 7,5 ms^-2

C. 10,0 ms^-2

D. 12,5 ms^-2

E. 15,0 ms^-2

Diskusje

It is bekend dat:

Koadegewicht (w) = 500 Newton = 500 kg ms^-2 (stille lift)

Fersnelling troch swiertekrêft (g) = 10 ms^-2

Wachtwurd Massa (m) = 500 / 10 = 50 kg

Touspanning (T) = 750 N (lift fersneld)

De massa fan 'e lift wurdt negearre.

Frege: Liftfersnelling

Antwurd:

De lift is yn rêst, der is gjin fersnelling (a = 0). De opwaartse krêft is posityf, de delwaartse krêft is negatyf.

ΣF = ma

T – w = 0

T = w

T = 500 Newton

As de lift nei ûnderen fersnelt, wurdt de spanningskrêft yn it tou minder as 500 Newton. Oan 'e oare kant, as de lift nei boppen fersneld wurdt, wurdt de spanningskrêft yn it tou grutter as 500 Newton.

De spanning yn it tou wurdt 750 N, wêrtroch't de lift omheech fersnelt. Krêften yn deselde rjochting as de beweging fan 'e lift binne posityf, en krêften yn 'e tsjinoerstelde rjochting binne negatyf.

T – w = ma

750 – 500 = 50 in

250 = 50 in

a = 250/50

in = 5,0 ms^-2

It goede antwurd is A.

3. In persoan mei in massa fan 60 kg sit yn in lift dy't nei ûnderen beweecht mei in fersnelling fan 3 m/s.^-2As de fersnelling fan 'e swiertekrêft op Ierde 10 m/s is^-2, dan is de grutte fan 'e normale krêft dy't troch de liftflier op 'e persoan útoefene wurdt….

A. 180 N.

B. 200 N.

C. 340 N.

D. 420 N.

E. 600 N

Diskusje

It is bekend dat:

Massa (m) = 60 kg

Fersnelling fan persoan en lift (a) = 3 m/s²

Fersnelling troch swiertekrêft (g) = 10 m/s²

Swiertekrêft (w) = mg = (60)(10) = 600 Newton

Frege: normale krêft (N)

Antwurd:

Der binne twa krêften dy't wurkje op in persoan yn in lift, nammentlik swiertekrêft (w) en de normaalkrêft dy't útoefene wurdt troch de liftflier op 'e persoan (N). Der binne trije fektorhoeveelheden, nammentlik swiertekrêft, normaalkrêft en liftfersnelling, wêrby't swiertekrêft nei ûnderen rjochte is, normaalkrêft nei boppen rjochte is en liftfersnelling nei ûnderen rjochte is. De nei ûnderen rjochte fektorhoeveelheid wurdt keazen om in posityf teken te hawwen en de nei boppen rjochte fektorhoeveelheid wurdt keazen om in negatyf teken te hawwen.

∑F = ma

w – N = (60)(3)

600 – N = 180

N = 600 – 180

N = 420 Newton

It goede antwurd is D.

4. Reza, mei in massa fan 40 kg, sit yn in lift dy't omheech beweecht. As de krêft fan 'e liftflier op Reza's fuotten 520 N is en de fersnelling troch swiertekrêft 10 m/s is^-2, dan is de fersnelling fan 'e lift….

A. 1,0 ms^-2

B. 1,5 ms^-2

C. 2,0 ms^-2

D. 2,5 ms^-2

E. 3,0 ms^-2

Diskusje

It is bekend dat:

Massa (m) = 40 kg

Normale krêft (N) = 520 N

Fersnelling troch swiertekrêft (g) = 10 m/s²

Swiertekrêft (w) = mg = (40)(10) = 400 N

Frege: Liftfersnelling

Antwurd:

∑F = ma

400 – 520 = (40)(a)

-120 = (40)(a)

in = -120/40

in = -3 m/s²

De fersnelling fan 'e lift is 3 m/s²It negative teken betsjut dat de lift omheech giet.

It goede antwurd is E.

5. In persoan mei in massa fan 60 kg sit yn in lift dy't nei ûnderen beweecht mei in fersnelling fan 3 ms.^-2Hoefolle druk oefenje de fuotten fan minsken út op 'e flier fan 'e lift?

Diskusje

It is bekend dat:

Massa fan persoan (m) = 60 kg

Gewicht fan persoan (w) = mg = (60 kg) (10 m/s²) = 600 kg m/s² = 600 Newton

Liftfersnelling (a) = 3 m/s², del.

Frege: Hoefolle druk oefenje de fuotten fan minsken út op 'e flier fan 'e lift?

Antwurd:

De lift beweecht nei ûnderen mei in fersnelling (a) fan 3 m/s². De krêft yn deselde rjochting as de beweging fan 'e lift is posityf, de krêft yn 'e tsjinoerstelde rjochting fan 'e beweging fan 'e lift is negatyf.

w – N = ma

N = w – ma

N = 600 – (60)(3)

N = 600 – 180

N = 420 Newton

Dit is de normaalkrêft dy't de liftflier útoefenet op 'e persoan. De persoan stiet stil op 'e lift, sadat de grutte fan 'e normaalkrêft gelyk is oan it skynbere gewicht fan 'e persoan. It skynbere gewicht is gelyk oan de druk fan 'e fuotten fan 'e persoan op 'e flier.

Katrolkabellaadsysteem

6. Twa objekten A en B, elk mei in massa fan 6 kg en 2 kg, binne mei in tou oer in katrol fêstbûn lykas yn 'e ôfbylding te sjen is. As de wriuwing fan it tou en de katrol negearre wurdt en g = 10 ms^-2, dan is de spanning yn it tou ....

A. 20 N.

B. 24 N.

C. 27 N.

D. 30 N.

E. 50 N

Diskusje

It is bekend dat:

m_A = 6 kg, m_B = 2 kg, g = 10 m/s²

w_A = m_A g = (6 kg)(10 m/s²) = 60 kg m/s²

w_B = m_B g = (2 kg)(10 m/s²) = 20 kg m/s²

Fraach: Wat is de spanningskrêft fan it tou (T)?

Antwurd:

w_A > w_B dêrom beweecht it systeem tsjin de klok yn (m_A nei ûnderen gean, m_B omheech gean).

Fersnelling

ΣF = ma

w_A - w_B = (m_A +m_B) en

60 – 20 = (6 + 2) in

40 = (8) in

in = 40 / 8 = 5 m/s²

Touspanning 

m_A nei ûnderen gean

w_A - T_A = m_A a

60 - T_A = (6)(5)

60 - T_A = 30

T_A = 60 – 30

T₂ = 30 Newton

m_B omheech gean

T_B - w_B = m_B a

T_B – 20 = (2)(5)

T_B - 20 = 10

T_B = 10 + 20

T₁ = 30 Newton

Snaarspanning (T) = 30 Newton.

It goede antwurd is D.

7. Sjoch nei de ôfbylding oan 'e kant! De wriuwing tusken it tou en de katrol wurdt negearre. As massa A = 5 kg, dan is g = 10 ms^-2 en A beweecht nei ûnderen mei in fersnelling fan 2,5 ms^-2, wat is dan de massa fan B?

A. 0,5 kg

B. 1 kg

C. 1,5 kg

D. 2 kg

E. 3 kg

Diskusje

It is bekend dat:

Massa A (m_A) = 5 kg

Fersnelling troch swiertekrêft (g) = 10 m/s²

Fersnelling A of systeemfersnelling (a) = 2,5 m/s²

Gewicht A (w_A) = (m_A)(g) = (5)(10) = 50 Newton

Fraach: wat is de massa fan B (m_B)?

Antwurd:

Blok A beweecht nei ûnderen fanwegen it gewicht fan A (w_A) is grutter as it gewicht fan B (w_B).

Tapasse de twadde wet fan Newton:

ΣF = ma

w_A - w_B = (m_A +m_B) en

50 – (m_B)(10) = (5 + m_B) (2,5)

50 - 10 m_B = 12,5 + 2,5 m_B

50 – 12,5 = 2,5 m_B + 10m_B

37,5 = 12,5m_B

m_B = 3 kg

It goede antwurd is E.

8. Twa objekten mei massa's fan 2 kg en 3 kg wurde mei in tou fêstmakke en dan oan in katrol befestige waans massa negearre wurdt lykas te sjen is yn 'e ôfbylding.

As de grutte fan 'e gravitasjonele fersnelling = 10 ms^-2, de snaarspanningskrêft dy't it systeem ûnderfynt is….

A. 20 N.

B. 24 N.

C. 27 N.

D. 30 N.

E. 50 N

Diskusje

It is bekend dat:

m₁ = 2 kg, m₂ = 3 kg, g = 10 m/s²

w₁ = (m₁)(g) = (2 kg)(10 m/s²) = 20 kg m/s² of 20 Newton

w₂ = (m₂)(g) = (3 kg)(10 m/s²) = 30 kg m/s² of 30 Newton

Fraach: Wat is de spanningskrêft fan it tou (T)?

Antwurd:

w₂ > w₁ dêrom beweecht it systeem mei de klok mei (m₂ nei ûnderen gean, m₁ omheech gean).

Fersnelling

ΣF = ma

w₂ - w₁ = (m₁ +m₂) en

30 – 20 = (2 + 3) in

10 = (5) in

in = 10 / 5 = 2 m/s².

Touspanning 

m₂ nei ûnderen gean

w₂ - T₂ = m₂ a

30 - T₂ = (3)(2)

30 - T₂ = 6

T₂ = 30 – 6

T₂ = 24 Newton

m₁ omheech gean

T₁ - w₁ = m₁ a

T₁ – 20 = (2)(2)

T₁ - 20 = 4

T₁ = 20 + 4

T₁ = 24 Newton

Snaarspanning (T) = 24 Newton.

It goede antwurd is B.

9. Twa blokken binne ferbûn troch in glêde katrol en de massa fan 'e katrol wurdt negearre lykas werjûn yn 'e ôfbylding. Massa A = m_A, massa B = m_B en blok B falt mei fersnelling a. As de gravitasjonele fersnelling g is, dan is de grutte fan 'e touspanning dy't op blok B foarkomt ...

A. T = m_B.a

B. T = m_A (a – g)

C. T = m_A (g – a)

D. T = m_B (a – g)

E. T = m_B (g – a)

Diskusje

It platte oerflak is glêd, sadat der gjin wriuwingkrêft is dy't de beweging fan blok A hinderet. De krêft dy't it bloksysteem beweecht is it gewicht fan blok B.

Berekenje de fersnelling fan it systeem:

Berekenje de spanningskrêft fan it tou (T):

Beskôgje de beweging fan ien fan 'e objekten, bygelyks A. A beweecht nei rjochts.

Ferfange m_A op fergeliking 1 mei m_A op fergeliking 2.

It goede antwurd is E.

10. In blok mei in massa fan 10 kg wurdt op in rûge flier pleatst en wurdt dan lutsen troch in horizontale krêft F. As de koëffisjint fan statyske wriuwing μ is_s = 0,5 en de koëffisjint fan kinetische wriuwing μ_k = 0,3. Bepale de grutte fan 'e wriuwingkrêft as it blok krekt op it punt stiet om te bewegen. (g = 10 m/s²)
Diskusje
It blok sil presys bewege as de grutte fan 'e lûkkrêft = de grutte fan 'e maksimale statyske wriuwingskrêft. Statyske wriuwing wurket yn op in objekt (remt de beweging fan it objekt) as it objekt lutsen wurdt, mar it objekt noch net beweecht is. Statyske wriuwing hat in maksimale wearde as it objekt krekt op it punt stiet om te bewegen (it objekt is noch net beweecht, it objekt beweecht hast). Omkeard wurket kinetische wriuwing yn op in objekt (remt de beweging fan it objekt) as it objekt al beweecht.
It is bekend dat:
Fraach: Maksimale statyske wriuwingskrêft (f_s)?
Antwurd:
As it objekt op in flak flak leit lykas yn 'e ôfbylding, dan is de grutte fan 'e normaalkrêft = it gewicht fan it objekt.
Normale krêft (N) = swiertekrêft (w) = 100 Newton
Formule foar maksimale statyske wriuwingskrêft:
De koëffisjint fan kinetische wriuwing wurdt net brûkt yn 'e berekkeningen.

11. Twa blokken binne ferbûn troch in licht tou dat lutsen wurdt troch in horizontale krêft F = 20 N (sjoch ôfbylding). As g = 10 ms^-2 en de koëffisjint fan kinetische wriuwing tusken it blok en it oerflak 0,1 is, bepaal de grutte fan 'e fersnelling fan it blok...
Diskusje
It is bekend dat:
Fraach: fersnelling (a) fan it blok?
Antwurd:
12. Blok A mei in massa fan 2 kg en B mei in massa fan 4 kg binne opsteld lykas te sjen is yn 'e ôfbylding. As de wriuwingskoëffisjint fan 'e flier 3 kear de wriuwingskoëffisjint fan blok B is, sil blok A bewege mei in fersnelling fan 5 m/s.^-2Dat de ferhâlding fan 'e wriuwingskrêft tusken blok A en de flier ta blokken A en B is ... g = 10 m/s²
Diskusje
It is bekend dat:
Frege:
Ferliking fan 'e wriuwingskrêft fan blok A en de flier (f_{s A}) mei de wriuwingskrêft fan blokken A en B (f_{s B})?
Antwurd:

13. Sjoch nei de ôfbylding oan 'e kant! De massa fan elk blok is m.₁ = 2 kg en m₂ = 3 kg en de massa fan 'e katrol wurdt negearre. As it oerflak fan it flak glêd is en g = 10 ms^-2, dan is de fersnelling fan it systeem ....
A. 0,5 ms^-2
B. 2,0 ms^-2
C. 2,5 ms^-2
D. 4,0 ms^-2
E. 6,0 ms^-2
Diskusje
It is bekend dat:
m₁ = 2 kg, m₂ = 3 kg, g = 10 ms^-2
w₂ = m₂ g = (3)(10) = 30 kg m/s² of 30 Newton
Fraach: Fersnelling fan systeem (a)?
Antwurd:
14. In objekt mei massa is ferbûn troch in tou dat troch in glêde katrol giet lykas te sjen is yn 'e ôfbylding. As m₁ = 2 kg, m₂ = 3 kg en g = 10 ms^-2, dan is de grutte fan 'e spanningskrêft fan it tou T ...
A. 10,2 N.
B. 13,3 N.
C. 15,5 N.
D. 18,3 N.
E. 24,0 N
Diskusje
It is bekend dat:
m₁ = 2 kg, m₂ = 3 kg, g = 10 ms^-2
w₁ = (2)(10) = 20 Newton
w₂ = (3)(10) = 30 Newton
Fraach: Wat is de grutte fan 'e spanningskrêft op it tou (T)?
Antwurd:
w₂ = 30 Newton is grutter as w₁ = 20 Newton dus m₂ nei ûnderen gean, m₁ omheech gean.
Formule foar de twadde wet fan Newton:
De spanningskrêft fan it tou?
Neffens de rjochting fan beweging fan it systeem of de rjochting fan fersnelling fan it systeem, de rjochting fan 'e swiertekrêft m₂ nei ûnderen, de rjochting fan 'e touspanningskrêft op m₂ nei boppen:
w₂ - T₂ = m₂ a
30 - T₂ = (3)(2)
30 - T₂ = 6
T₂ = 30 – 6
T₂ = 24 Newton
Rjochting fan swiertekrêft m₁ nei ûnderen, de rjochting fan 'e touspanningskrêft op m₁ nei boppen:
T₁ - w₁ = (m₁)(in)
T₁ – 20 = (2)(2)
T₁ - 20 = 4
T₁ = 4 + 20
T₁ = 24 Newton
Touspanningskrêft (T) = T₁ =T₂ = 24 Newton.

15. Twa blokken, elk mei in massa fan 4 kg, binne ferbûn troch in tou en in katrol lykas te sjen is yn 'e ôfbylding. It oerflak en de katrol binne glêd. As blok B lutsen wurdt mei in horizontale krêft fan 50 N, is de fersnelling fan it blok… (g = 10 m/s²)
A. 1,25 m/s²
B. 7,5 m/s²
C. 10 m/s²
D. 12,5 m/s²
E. 15 m/s²
Diskusje
It is bekend dat:
m_A = 4 kg, m_B = 4 kg, g = 10 m/s²
w_A = (m_A)(g) = 4)(10) = 40 Newton
F = 50 Newton
Fraach: systeemfersnelling?
Antwurd:
Formule foar de twadde wet fan Newton:
De fersnelling fan beide blokken is 1,25 m/s²De rjochting fan beweging fan 'e twa blokken = de rjochting fan 'e trekkrêft F.

16. Sjoch nei de ôfbylding oan 'e kant! De massa fan elk blok is m.₁ = 6 kg en m₂ = 4 kg en de massa fan 'e katrol wurdt negearre. As it oerflak fan it flak glêd is en g = 10 ms^-2, makke fersnelling it systeem is….

A. 0,5 ms^-2
B. 2,0 ms^-2
C. 2,5 ms^-2
D. 4,0 ms^-2
E. 5,0 ms^-2

Diskusje
It is bekend dat:
m₁ = 6 kg, m₂ = 4 kg, g = 10 m/s²
w₁ = m₁ g = (6 kg)(10 m/s²) = 60 kg m/s² of 60 Newton
w₂ = m₂ g = (4 kg)(10 m/s²) = 40 kg m/s² of 40 Newton
Fraach: fersnelling fan systeem (a)?
Antwurd:

m₁op in glêd, flak oerflak sûnder wriuwing leit, sadat it systeem oandreaun wurdt troch swiertekrêft blok 2.
Terapkan De twadde wet fan Newton :
∑F = ma
w₂ = (m₁ +m₂) en
40 N = (6 kg + 4 kg) a
40 N = (10 kg) a
in = 40 N / 10 kg
a = 4m/s²
It goede antwurd is D.

17. Twa blokken, elk mei in massa fan 2 kg, binne ferbûn troch in tou en in katrol lykas te sjen is yn 'e ôfbylding. It oerflak en de katrol binne glêd. As blok B lutsen wurdt mei in horizontale krêft fan 40 N, is de fersnelling fan it blok… (g = 10 m/s²)

A. 5 m/s²
B. 7,5 m/s²
C. 10 m/s²
D. 12,5 m/s²
E. 15 m/s²

Diskusje:
It is bekend dat:
m_A = m_B = 2 kg, g = 10 m/s², F = 40 N
w_A = mg = (2)(10) = 20 N
Fraach: fersnelling fan it blok (a)?
Antwurd:
It oerflak fan it blok is glêd, dêrom is de krêft dy't de beweging fan it blok beynfloedet allinich krêft F en it gewicht fan blok A.
Tapasse de twadde wet fan Newton:
∑F = ma
F – w_A = (m_A +m_B) en
40 – 20 = (2 + 2) in
20 = (4) in
a = 20/4
a = 5m/s²
It goede antwurd is A.

Skean flak

18. In blok mei in massa fan 2 kg leit op in glêd hellend flak mei in hellingshoeke = 30^o, sadat it blok mei konstante fersnelling beweecht. As g = 10 ms^-2, dan is de grutte fan 'e krêft dy't it blok beweecht ...
A. 5 N.
B. 6 N.
C. 7 N.
D. 8 N.
E. 10 N
Diskusje
It is bekend dat:
m = 2 kg, g = 10 m/s², theta = 30^o
w = mg = (2)(10) = 20 kg m/s² = 20 N
Fraach: Hokker krêft beweecht it blok?
Antwurd:

De krêft dy't it blok beweecht is w_x.
w_x = w sûnder teta
w_x = (20 N)(sin 30^o)
w_x = (20 N)(0,5)
w_x = 10 N.
De krêft dy't it blok beweecht is 10 Newton.
It goede antwurd is E.

19. Twa blokken binne ferbûn troch in licht tou dat lutsen wurdt troch in horizontale krêft F = 24 N. g = 10 ms^-2 en it flierflak is glêd. De grutte fan 'e fersnelling fan it blok mei de twadde wet fan Newton foar elk objekt is...
Diskusje
It is bekend dat:
m₁ = 2 kg, m₂ = 4 kg, F = 24 N
Fraach: Wat is de fersnelling fan it blok (a)?
Antwurd:
De grutte fan 'e fersnelling fan it blok is 4 m/s².

20. Yn in stilsteande lift is it gewicht fan Sandi 500 N. Fersnelling troch swiertekrêft = 10 ms^-2As de lift fersnelt, wurdt de spanning yn it tou 750 N. Sadwaande is de fersnelling fan 'e lift...
A. 5,0 ms^-2
B. 7,5 ms^-2
C. 10,0 ms^-2
D. 12,5 ms^-2
E. 15,0 ms^-2
Diskusje
It is bekend dat:
w = 500 N, g = 10 m/s², T = 750 N
Fraach: liftfersnelling (a)?
Antwurd:
Wachtwurdmassa:
w = mg
500 = m (10)
m = 500 / 10
m = 50 kg
De massa fan 'e lift is ûnbekend, dus de totale massa fan 'e lift en syn ynhâld = de massa fan 'e koade.
Neffens de earste wet fan Newton, as de lift stil stiet, dan is de resultante krêft = 0.
De spanningskrêft fan it tou (T) as de lift stilstiet = 500 N.
As de lift fersnelt, wurdt de touspanningskrêft (T) 750 N of nimt ta mei 250 N.

De fersnelling fan 'e lift is 5 m/s² en de rjochting fan fersnelling = de rjochting fan 'e liftbeweging is nei boppen.

Boarne fan 'e fraach:

Nasjonaal eksamen Natuerkundefragen foar middelbere skoalle/beropsskoalle