Exemplo de preguntas sobre o plano inclinado

9 exemplos de preguntas sobre plano inclinado

Estuda o material Leis de Newton , forza normal Dan forza de fricción para comprender mellor o debate sobre este asunto.

1. Un bloque de 5 kg de masa libérase sobre un plano inclinado liso como se mostra na imaxe! (g = 10 ms ^-2 e tg 37 ^o = 3/4). A aceleración do bloque é…

A. 4,5 ms^-2

B. 6,0 ms^-2

C. 7,5 ms^-2

D. 8,0 ms^-2

E. 10,0 ms^-2

Discusión

Sábese que:

m = 5 kg, g = 10 m/s²

w = mg = (5)(10) = 50 N

lonxitude do lado inferior = 4

lonxitude do lado vertical = 3

Dado que o lado inferior = 4 e o lado vertical = 3, entón a hipotenusa = 5. Podes demostralo usando a fórmula de Pitágoras.

Pregunta: aceleración do bloque (a)?

Resposta:

A forza que fai que o bloque se mova é w_xO plano inclinado é liso, polo que non hai rozamento.

w_x = w sen θ = (w)(lado vertical / hipotenusa)

w_x = (50)(3/5)

w_x = 30 Newtons

Cal é a aceleración (a) do bloque?

ΣF = ma

w_x = ma

30 = (5) unha

a = 30 / 5

a = 6 m/s²

A resposta correcta é B.

2. Mira a imaxe! Un bloque está inicialmente en repouso e logo é tirado cara arriba cunha forza F paralela ao plano inclinado. A masa do bloque é de 8 kg, o coeficiente de rozamento é µ_s = 0,5 e θ = 45^oPara que o bloque se mova cara arriba, a forza F debe ser…

A. 40 N

B. 60 N

C. 60√² N

D. 80 N

E. 80√2 N

Discusión

É coñecido :

Coeficiente de fricción estática (µ_s) = 0,5

Ángulo (θ) = 45^o

Aceleración da gravidade (g) = 10 m/s²

Masa do bloque (m) = 8 quilogramos

Peso do bloque (w) = mg = (8 kg)(10 m/s²) = 80 kg m/s² = 80 Newtons

Preguntado/a A magnitude da forza F para que o bloque se mova cara arriba

Jawab :

O bloque dereito moverase cara arriba se F ≥ w_x + f_s. 

A compoñente da gravidade paralela ao plano inclinado :

w_x = w sen θ = (80)(sen 45) = (80)(0,5√2) = 40√2

A compoñente da gravidade perpendicular ao plano inclinado :

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

Forza normal :

N = w_y = 40√2

forza de fricción estática :

f_s = µ_s N = (0,5)(40√²) = 20√²

A magnitude da forza F para que o bloque se mova cara arriba :

F ≥ w_x + f_s

F ≥ 40√2 + 20√2

F ≥ 60√2 Newtons

A resposta correcta é C.

3.BUn bloque cunha masa de 8 kg colócase nun plano inclinado aproximado como se mostra na seguinte figura. A forza externa mínima necesaria para evitar que o bloque se deslice cara abaixo é… (sen 37^o = 0,6, cos 37^o = 0,8, g = 10 ms^-2, µ_k = 0,1)

A. 6,4 N

B. 4,6 N

C. 48,5 N

D. 54,4 N

E. 68,8 N

Discusión

É coñecido :

Masa do bloque (m) = 8 kg

Aceleración da gravidade (g) = 10 m/s²

Peso do bloque (w) = mg = (8)(10) = 80 Newtons

Pecado 37^o = 0,6

Cos 37^o = 0,8

Coeficiente de fricción cinética (µ_k) = 0,1

N = w_y = w cos 37^o = (80)(0,8) = 64 Newtons

Preguntado/a A forza externa mínima (F) que suxeita o bloque para que non se deslice cara abaixo

Jawab :

O bloque non esvara cara abaixo se F = w_x

A compoñente da gravidade paralela ao plano inclinado :

w_x = w sen θ = (80)(sen 37) = (80)(0,6) = 48

f_k = µ_k N = (0,1)(64) = 6,4

A forza mínima F para que o bloque non escorregue cara abaixo :

F + f_k - w_x = 0

F = w_x - f_k = 48 – 6,4 = 41,6 Newtons

4. Un obxecto de 5,0 kg de masa é arrastrado por unha corda por un plano inclinado aproximado cunha forza de 71 N (g = 10 m s-1).^-2, sen 37^o = 0,6, cos 37^o = 0,8). Se o coeficiente de rozamento entre o obxecto e o plano é 0,4, a aceleración experimentada polo obxecto é…

A. 0,5 ms^-2

B. 2 ms^-2

C. 2,5 ms^-2

D. 3 ms^-2

E. 5 ms^-2

Discusión

É coñecido :

Masa do obxecto (m) = 5 kg

4. Preguntas do exame nacional de física da SMA 2012/2013 SA 67 n.º 5

Un obxecto de 5,0 kg de masa é arrastrado por unha corda por un plano inclinado aproximado cunha forza de 71 N (g = 10 m s-1).^-2, sen 37^o = 0,6, cos 37^o = 0,8). Se o coeficiente de rozamento entre o obxecto e o plano é 0,4, a aceleración experimentada polo obxecto é…

A. 0,5 ms^-2

B. 2 ms^-2

C. 2,5 ms^-2

D. 3 ms^-2

E. 5 ms^-2

Discusión

É coñecido :

Masa do obxecto (m) = 5 kg

Aceleración da gravidade (g) = 10 m/s²

Peso do obxecto (w) = mg = (5)(10) = 50 Newtons

Forza F = 71 Newtons

Pecado 37^o = 0,6

Cos 37^o = 0,8

Coeficiente de fricción = 0,4

Preguntado/a Aceleración do obxecto (a)

Jawab :

Forza resultante

Primeiro calcula a forza resultante que actúa sobre o obxecto.

A compoñente da gravidade paralela ao plano inclinado :

w_x = w sen θ = (50)(sen 37) = (50)(0,6) = 30

A compoñente da gravidade perpendicular ao plano inclinado :

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

Forza normal :

N = w_y = 40

forza de fricción cinética :

f_k = µ_k N = (0,4)(40) = 16

Forza resultante que actúa sobre un plano inclinado:

ΣF = F – w_x - f_k = 71 – 30 – 16 = 25 newtons

Aceleración dun obxecto

A aceleración dun obxecto calcúlase coa fórmula da segunda lei de Newton:

a = ∑F / m = 25 / 5 = 5 m/s²

A resposta correcta é E.

5.
Mira a imaxe! Un bloque está inicialmente en repouso e logo é tirado con forza ascendente F paralela ao plano inclinadoA masa do bloque é de 8 kg, o coeficiente de rozamento é µ_s = 0,5 e θ = 45^oPara que o bloque se mova cara arriba, a forza F debe ser…

A. 40 N
B. 60 N
C. 60√² N
D. 80 N
E. 80√2 N

Discusión
É coñecido :
Coeficiente fricción estática (µ_s) = 0,5
Ángulo (θ) = 45^o
Aceleración da gravidade (g) = 10 m/s²
Masa do bloque (m) = 8 quilogramos
Peso do bloque (w) = mg = (8 kg)(10 m/s²) = 80 kg m/s² = 80 Newtons
Preguntado/a A magnitude da forza F para que o bloque se mova cara arriba
Jawab :

O bloque dereito moverase cara arriba se F ≥ w_x + f_s.
A compoñente da gravidade paralela ao plano inclinado :
w_x = w sen θ = (80)(sen 45) = (80)(0,5√2) = 40√2
A compoñente da gravidade perpendicular ao plano inclinado :
w_y = w cos θ = (80)(cos 45) = (80)(0,5√2) = 40√2
Forza normal :
N = w_y = 40√2
forza de fricción estática :
f_s = µ_s N = (0,5)(40√²) = 20√²
A magnitude da forza F para que o bloque se mova cara arriba :
F ≥ w_x + f_s
F ≥ 40√2 + 20√2
F ≥ 60√2 Newtons
A resposta correcta é C.

6.
Un bloque cunha masa de 8 kg colócase nun plano inclinado aproximado como se mostra na figura seguinte. A forza externa mínima necesaria para evitar que o bloque escorregue cara abaixo é… (sen 37^o = 0,6, cos 37^o = 0,8, g = 10 ms^-2, µ_k = 0,1)

A. 6,4 N
B. 4,6 N
C. 48,5 N
D. 54,4 N
E. 68,8 N

Discusión
É coñecido :
Masa do bloque (m) = 8 kg
Aceleración da gravidade (g) = 10 m/s²
Peso do bloque (w) = mg = (8)(10) = 80 Newtons
Pecado 37^o = 0,6
Cos 37^o = 0,8
Coeficiente de fricción cinética (µ_k) = 0,1
Preguntado/a A forza externa mínima (F) que suxeita o bloque para que non se deslice cara abaixo
Jawab :
O bloque non esvara cara abaixo se F = w_x
A compoñente da gravidade paralela ao plano inclinado :
w_x = w sen θ = (80)(sen 37) = (80)(0,6) = 48
f_k = µ_k N = (0,1)(64) = 6,4
A forza mínima F para que o bloque non escorregue cara abaixo :
F + f_k - w_x = 0
F = w_x - f_k = 48 – 6,4 = 41,6 Newtons

7.
Un obxecto de 5,0 kg de masa é arrastrado por unha corda por un plano inclinado aproximado cunha forza de 71 N (g = 10 m s-1).^-2, sen 37^o = 0,6, cos 37^o = 0,8). Se o coeficiente de rozamento entre o obxecto e o plano é 0,4, a aceleración experimentada polo obxecto é…
A. 0,5 ms^-2
B. 2 ms^-2
C. 2,5 ms^-2
D. 3 ms^-2
E. 5 ms^-2
Discusión
É coñecido :
Masa do obxecto (m) = 5 kg
Aceleración da gravidade (g) = 10 m/s²
Peso do obxecto (w) = mg = (5)(10) = 50 Newtons
Forza F = 71 Newtons
Pecado 37^o = 0,6
Cos 37^o = 0,8
Coeficiente de fricción = 0,4
Preguntado/a Aceleración do obxecto (a)
Jawab :
Forza resultante
Primeiro calcula a forza resultante que actúa sobre o obxecto.
A compoñente da gravidade paralela ao plano inclinado :
w_x = w sen θ = (50)(sen 37) = (50)(0,6) = 30
A compoñente da gravidade perpendicular ao plano inclinado :
w_y = w cos θ = (50)(cos 37) = (50)(0,8) = 40
Forza normal :
N = w_y = 40
forza de fricción cinética :
f_k = µ_k N = (0,4)(40) = 16
Forza resultante que actúa sobre un plano inclinado:
∑F = F – w_x - f_k = 71 – 30 – 16 = 25 newtons
Aceleración dun obxecto
A aceleración dun obxecto calcúlase coa fórmula da segunda lei de Newton:
a = ∑F / m = 25 / 5 = 5 m/s²
A resposta correcta é E.

8. Mira a imaxe! Un bloque está inicialmente en repouso e logo é arrastrado cara arriba cunha forza F paralela ao plano inclinado. A masa do bloque é de 2 kg, o coeficiente de rozamento estático = 0,3 e o ángulo = 45^oPara que o bloque se mova cara arriba, a forza F debe ser… g = 10 m/s²

Discusión
Sábese que:
m = 2 kg, g = 10 m/s², = 45^o, μ_s = 0,3
Pregunta: Para que o bloque se mova exactamente cara arriba, cal é a forza F?
Resposta:

Información: F = forza de tracción, w = forza da gravidade, w_x = compoñente do peso do bloque paralela á superficie do plano inclinado, w_y = compoñente do peso do bloque perpendicular á superficie do plano inclinado, N = forza normal, f_s = forza de rozamento estática.

Na pregunta, o coeficiente de rozamento estático é coñecido, isto significa que a superficie do plano inclinado é rugosa, polo que existe unha forza de rozamento que inhibe o movemento do bloque.
Para que o bloque se mova cara arriba, a forza F debe ser igual a w._x +f_sO obxecto móvese cara arriba cando F é maior que w._x +f_s.

w = mg = (2)(10) = 20 Newtons
w_x = w sen 45^o = (20)(½ √2) = 10√2 Newtons
w_y = w cos 45^o = (20)(½√2) = 10√2 Newtons
N = w_y = 10√2
f_s = μ_s N = (0,3)(10√2) = 3√2 Newtons

Para que o bloque se mova cara arriba entón:
F = w_x +f_s = 10√² + 3√² = 13√² Newtons
A resposta correcta é C.

9. Un obxecto cunha masa de 2 kg colócase nun plano inclinado como se mostra na imaxe seguinte. Se o coeficiente de rozamento estático entre o bloque e o plano inclinado é 0,2√3 e g = 10 ms^-2, entón a forza resultante que move o obxecto é...

Discusión
Sábese que:
m = 2 kg, g = 10 m/s², = 30^o, μ_s = 0,2√3
Pregunta: A forza resultante que move un obxecto?

Resposta:

A fricción sempre inhibe o movemento dun obxecto, polo tanto, a dirección da forza de fricción represéntase como oposta á dirección do movemento do obxecto. Suponse que o obxecto se move cara abaixo, polo que a forza de fricción represéntase como cara arriba. Suponse que o obxecto se move cara abaixo porque non hai ningunha forza que o tire cara arriba.
w = mg = (2)(10) = 20 Newtons
w_x = w sen 30^o = (20)(½) = 10 Newtons
w_y = w cos 30^o = (20)(½ √3) = 10√3 Newtons
N = w_y = 10√3 Newtons
f_s = μ_s N = (0,2√3)(10√3) = (2)(3) = 6 newtons
A forza resultante que move un obxecto é:
F = w_x - f_s = 10 – 6 = 4 Newtons
w_x maior que f_s polo que o obxecto móvese cara abaixo, na dirección de w_x.
A resposta correcta é A.

Orixe da pregunta:

Preguntas de física do exame nacional para o bacharelato/instituto profesional