Formule fan 'e wet fan Newton

Foarbyldfragen en formules foar de wetten fan Newton

De earste wet fan Newton

1. In persoan sit yn in lift dy't mei in konstante snelheid omheech beweecht. It gewicht fan 'e persoan is 800 N. Ynienen brekt de stielen kabel dy't de lift lûkt, wêrtroch't de lift falt. De normaalkrêft fan 'e liftflier op 'e persoan direkt foar en nei't de stielen kabel brekt is….

1. 800 N en 0
2. 800 N en 800 N
3. 1600 N en 0
4. 1600 N en 800 N

Diskusje
It is bekend dat:
Gewicht (w) = 800 Newton
Fraach: De normale krêft (N) dy't op 'e persoan wurket direkt foar en nei't it stielen tou brekt
Antwurd:
Mominten foardat it stielen tou bruts
As de persoan op 'e flier fan 'e lift stiet, wurket de swiertekrêft op 'e persoan en de rjochting fan 'e swiertekrêft is nei ûnderen (sjoch de yllustraasje hjirûnder). De persoan stiet stil yn 'e lift, dus der moat in normaalkrêft wêze dy't it gewicht fan 'e persoan yn lykwicht bringt, wêrby't dizze krêft in opwaartse rjochting hat en deselde grutte hat as de swiertekrêft. De normaalkrêft dy't de flier op 'e persoan útoefenet, wurket op 'e persoan.
Omdat de persoan stilstiet yn 'e lift en de lift mei in konstante snelheid beweecht (gjin fersnelling), is de resultearjende krêft dy't op 'e persoan wurket nul.
∑F = 0
N – w = 0
N = w
N = 800 Newton

Nei't it stielen tou brutsen wie
Nei't de stielen kabel brekt, falle de lift en de persoan frij tegearre, wêrby't de grutte en rjochting fan 'e frije falfersnelling fan' e lift en de persoan gelyk binne oan de swiertekrêftfersnelling op Ierde. De lift en de persoan falle frij tegearre, sadat der gjin normale krêft útoefene wurdt troch de liftflier op 'e persoan. De persoan falt en de fuotten fan 'e persoan kinne net op' e liftflier drukke, om't de lift ek falt.
It goede antwurd is A.

2. Trije krêften, elk mei grutte F1 ₌ 22 N, F2 ₌ 18 N, en F3 ₌ 40 N, wurde tapast op in houten blok. De krêften dy't op it blok wurkje, dy't de earste wet fan Newton folgje, wurde werjûn yn 'e figuer...

Diskusje

De earste wet fan Newton: Resultante krêft ( ΣF) = 0.

A. F1 ₊ F2 _– F3 ₌ 22 N + 18 N – 40 N = 40 N – 40 N = 0

B. F2 ₊ F3 _– F1 ₌ 18 N + 40 N – 22 N = 58 N – 22 N = 36 N (nei rjochts)

C. F2 ₊ F3 _– F1 ₌ 18 N + 40 N – 22 N = 58 N – 22 N = 36 N (nei rjochts)

D. F1 ₊ F3 _– F2 ₌ 22 N + 40 N – 18 N = 62 N – 18 N = 44 N (nei lofts)

It goede antwurd is A.

De twadde wet fan Newton

3.
Sjoch nei de ôfbylding!
In blok fan 40 kg wurdt lutsen mei in krêft fan 200 N, wat resulteart yn in fersnelling fan 3 m/s² Dat betsjut dat de grutte fan 'e wriuwingskrêft dy't op it objekt/blok foarkomt...

1. 15 N
2. 40 N
3. 43 N
4. 80 N

Diskusje
It is bekend dat:
Massa (m) = 40 kg
Krêft (F) = 200 N
Fersnelling (a) = 3 m/s²
Fraach: De grutte fan 'e wriuwingskrêft (F)_g)
Antwurd:
Formule foar de twadde wet fan Newton:
∑F = ma
Beskriuwing: ∑F = resultante krêft, m = massa, a = fersnelling

De rjochting fan krêft F is nei rjochts, wylst de rjochting fan wriuwing nei lofts is (de rjochting fan wriuwing is tsjinoersteld oan de bewegingsrjochting fan it objekt). De rjochting nei rjochts wurdt keazen as posityf en de rjochting nei lofts wurdt keazen as negatyf.
∑F = ma
F – F_g = ma
200 - F_g = (40)(3)
200 - F_g = 120
F_g = 200 – 120
F_g = 80 Newton
It goede antwurd is D.

4. Blok A mei in massa fan 100 gram wurdt boppe op blok B mei in massa fan 300 gram pleatst, dan wurdt blok B mei in krêft fan 5 N fertikaal omheech skood. As de blokken net nei elkoar ta bewege, dan is de grutte fan 'e normaalkrêft fan blok B op blok A….

1. 1 N
2. 1,25 N
3. 2 N
4. 3 N

Diskusje
It is bekend dat:
Stuwkrêft (F) = 5 Newton
Massa fan blok A (m_A) = 100 gram = 0,1 kg
Massa fan blok B (m_B) = 300 gram = 0,3 kg
Fersnelling troch swiertekrêft (g) = 10 m/s²
Gewicht fan blok A (w_A) = (0,1 kg)(10 m/s²) = 1 kg m/s² = 1 Newton
Gewicht fan blok B (w_B) = (0,3 kg)(10 m/s²) = 3 kg m/s² = 3 Newton

Fraach: Normale krêft fan blok B op blok A
Antwurd:
Der binne ferskate krêften dy't op beide blokken wurkje, lykas te sjen is yn 'e ûndersteande ôfbylding.
F = driuwkrêft (wurket op blok B)
w_A = de swiertekrêft fan blok A (ynwurket op blok A)
w_B = it gewicht fan blok B (ynwurket op blok B)
N_A = normale krêft troch blok B op blok A (ynwurkjend op blok A)
N_A' = normale krêft fan blok A op blok B (ynwurkjend op blok B)

Beskôgje beide blokken as ien systeem:
Tapasse de twadde wet fan Newton op beide blokken:
∑F = ma
F – w_A - w_B + N._A - N_A' = (m_A +m_B) en
N_A en N_A' is in aksje-reaksjekrêft dy't deselde grutte hat, mar yn tsjinoerstelde rjochting, dus it wurdt út 'e fergeliking eliminearre.
F – w_A - w_B = (m_A +m_B) en
5 – 1 – 3 = (0,1 + 0,3) in
5 – 4 = (0,4) in
1 = (0,4) in
a = 1/0,4
a = 2,5m/s²
De oanwêzigens fan in krêft (F) fan 5 Newton dy't fertikaal omheech wurket op beide blokken soarget derfoar dat beide blokken fertikaal omheech bewege mei in fersnelling fan 2,5 m/s.².

Besjoch blok A:
Tapasse de twadde wet fan Newton op blok A:
∑F = ma
N_A - w_A = m_A a
N_A – 1 = (0,1)(2,5)
N_A - 1 = 0,25
N_A = 1 + 0,25
N_A = 1,25 Newton
De normaalkrêft fan blok B op blok A is 1,25 Newton.
It goede antwurd is B.

Newton syn tredde wet

5. Let op de folgjende útspraak!

(1) Passazjiers waarden nei foaren skood doe't de bus, dy't stadich ried, ynienen hurd remde.

(2) De stapel boeken boppe op it karton sil net falle as it karton fluch lutsen wurdt.

(3) By it skateboarden, as de frije foet de grûn nei achteren drukt, sil it skateboard nei foaren glide.

(4) De boatpeddel wurdt weromdrukt, de boat beweecht foarút.

De boppesteande útspraak dy't yn oerienstimming is mei de tredde wet fan Newton is ...

A. (1) en (2)

B. (1) en (3)

C. (2) en (3)

D. (3) en (4)

Diskusje

(1) De earste wet fan Newton

(2) De earste wet fan Newton

(3) De tredde wet fan Newton

(4) De tredde wet fan Newton

It goede antwurd is D.

Boarne fan 'e fraach:

Fragen foar it Nasjonaal Eksamen Wittenskip foar de Middelbere Skoalle/Islamityske Middelbere Skoalle

Fragen oer OSN-natuerkunde op 'e middelbere skoalle