Példa ferde síkkal kapcsolatos kérdésekre

9 példa ferde síkkal kapcsolatos kérdésekre

Tanulmányozd Newton törvényeiről , a normálerőről és a súrlódási erőről szóló anyagot , hogy jobban megértsd a kérdés megvitatását.

1. Egy 5 kg-os tömböt elengedünk egy sima, ferde síkon, ahogy az a képen látható! (g = 10 ms ⁻² és tg 37 ⁰ = 3/4). A tömb gyorsulása...

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

Vita

Köztudott, hogy:

m = 5 kg, g = 10 m/ ^s²

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

az alsó oldal hossza = 4

függőleges oldal hossza = 3

Mivel az alsó oldal = 4 és a függőleges oldal = 3, akkor az átfogó = 5. Ezt a Pitagorasz-képlettel bizonyíthatod.

Kérdés: a blokk gyorsulása (a)?

Válasz:

A blokkot mozgásra késztető erő w _x . A ferde sík sima, így nincs súrlódás.

w_x = w sin θ = (w)(függőleges oldal / átfogó)

w _x = (50)(3/5)

w _x = 30 Newton

Mekkora a blokk gyorsulása (a)?

Σ F = ma

w _x = ma

30 = (5) a

a = 30 / 5

a = 6 m/ ^s²

A helyes válasz a B.

2. Nézd meg a képet! Egy tömb kezdetben nyugalmi állapotban van, majd F erővel felfelé húzzák a ferde síkkal párhuzamosan. A tömb tömege 8 kg, a súrlódási együttható µ _s = 0,5 és θ = 45 ^o . Ahhoz, hogy a tömb pontosan felfelé mozduljon, az F erőnek… kell lennie.

A. 40 É

B. 60 É

C. 60√2 N

D. 80 É

K. 80√2 É

Vita

Köztudott, hogy :

Statikus súrlódási együttható (µs ₎ = 0,5

Szög (θ) = 45 ^°

Nehézségi gyorsulás (g) = 10 m/ ^s²

A tömb tömege (m) = 8 kilogramm

A tömb súlya (w) = mg = (8 kg)(10 m/s² ⁾ = 80 kg m/s² ⁼ 80 Newton

Kérdés : Mekkora az F erő nagysága, amihez a blokk felfelé mozdul?

Válasz :

A blokk felfelé mozdul, ha F ≥ w _x + f _s.

A gravitáció ferde síkkal párhuzamos komponense :

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

A gravitáció ferde síkra merőleges komponense :

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

Normál erő :

N = wy ₌ 40√2

Statikus súrlódási erő :

f _s = µ _s N = (0,5) (40√2) = 20√2

Az F erő nagysága, amelyhez a blokk felfelé mozdul :

F ≥ wx + fs_​​

F ≥ 40√2 + 20√2

F ≥ 60√2 Newton

A helyes válasz a C.

3. Egy 8 kg tömegű blokkot egy durva ferde síkra helyezünk, ahogy az a következő ábrán látható. A blokk lecsúszásának megakadályozásához szükséges minimális külső erő… (sin 37 ^° = 0,6, cos 37 ^° = 0,8, g = 10 ms ^-2 , µ _k = 0,1)

A. 6,4 É

B. 4,6 É

C. 48,5 É

D. 54,4 É

E. 68,8 É

Vita

Köztudott, hogy :

A tömb tömege (m) = 8 kg

Nehézségi gyorsulás (g) = 10 m/ ^s²

A tömb súlya (w) = mg = (8)(10) = 80 Newton

Sin 37 ^o = 0,6

Cos 37 ⁰ = 0,8

A kinetikus súrlódási együttható (µk ₎ = 0,1

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

Kérdés : Mekkora a minimális külső erő (F), amely a tömb megtámasztásához szükséges, hogy ne csússzon le?

Jawab :

A blokk nem csúszik le, ha F = w _x

A gravitáció ferde síkkal párhuzamos komponense :

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

f _k = µ _k N = (0,1) (64) = 6,4

A minimális F erő, ami megakadályozza a blokk lecsúszását :

F + _fk – wx ₌ 0

F = w _x – _fk = 48 – 6,4 = 41,6 Newton

4. Egy 5,0 kg tömegű tárgyat egy kötéllel 71 N erővel húzunk felfelé egy durva ferde síkon (g = 10 m s ^-2 , sin 37 ^° = 0,6, cos 37 ^° = 0,8). Ha a tárgy és a sík közötti súrlódási együttható 0,4, akkor a tárgy által tapasztalt gyorsulás…

A. 0,5 ms^-2

B. 2 ms ^-2

C. 2,5 ms ^-2

D. 3 ms ^-2

E. 5 ms ^-2

Vita

Köztudott, hogy :

A tárgy tömege (m) = 5 kg

4. 2012/2013 SMA Fizika Országos Vizsgakérdések SA 67 5. szám

Egy 5,0 kg-os tárgyat egy kötéllel húzunk felfelé egy durva ferde síkon 71 N erővel (g = 10 m s ^-2 , sin 37 ^° = 0,6, cos 37 ^° = 0,8). Ha a tárgy és a sík közötti súrlódási együttható 0,4, akkor a tárgy által tapasztalt gyorsulás…

A. 0,5 ms ^-2

B. 2 ms ^-2

C. 2,5 ms ^-2

D. 3 ms ^-2

E. 5 ms ^-2

Vita

Köztudott, hogy :

A tárgy tömege (m) = 5 kg

Nehézségi gyorsulás (g) = 10 m/ ^s²

Tárgy súlya (w) = mg = (5)(10) = 50 Newton

F erő = 71 Newton

Sin 37 ^o = 0,6

Cos 37 ⁰ = 0,8

Súrlódási együttható = 0,4

Kérdés : Az (a) tárgy gyorsulása

Válasz :

Eredő erő

Először számítsd ki a tárgyra ható eredő erőt.

A gravitáció ferde síkkal párhuzamos komponense :

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

A gravitáció ferde síkra merőleges komponense :

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

Normál stílus :

N = sz _y = 40

Kinetikus súrlódási erő :

fk ₌ µkN = ( _0,4 )(40) = 16

Ferde síkra ható eredő erő:

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

Egy tárgy gyorsulása

Egy tárgy gyorsulását Newton második főtételének képletével számítjuk ki:

a = ∑F / m = 25 / 5 = 5 m/ ^s²

A helyes válasz az E.

5.
Nézd meg a képet! Egy blokk kezdetben nyugalmi állapotban van, majd meghúzzák felfelé irányuló F erő, amely párhuzamos a ferde síkkalA tömb tömege 8 kg, a súrlódási együttható µ._s = 0,5 és θ = 45^oAhhoz, hogy a tömb felfelé mozduljon, az F erőnek …-nak kell lennie.

A. 40 É
B. 60 É
C. 60√2 N
D. 80 É
K. 80√2 É

Vita
Ismert :
Együttható statikus súrlódás (µ_s) = 0,5
Szög (θ) = 45^o
Nehézségi gyorsulás (g) = 10 m/s²
A tömb tömege (m) = 8 kilogramm
A blokk súlya (w) = mg = (8 kg)(10 m/s²) = 80 kg m/s² = 80 Newton
Kérdezte : Az F erő nagysága, amelyre a blokk felfelé mozdul
Jawab :

A jobb oldali blokk feljebb mozdul, ha F ≥ w_x + f_s.
A gravitáció ferde síkkal párhuzamos komponense :
w_x = w sin θ = (80) (sin 45) = (80) (0,5√2) = 40√2
A gravitáció ferde síkra merőleges komponense :
w_y = w cos θ = (80) (cos 45) = (80) (0,5√2) = 40√2
Normál erő :
N = w_y = 40√2
Statikus súrlódási erő :
f_s = µ_s N = (0,5)(40√2) = 20√2
Az F erő nagysága, amelyhez a blokk felfelé mozdul :
F ≥ w_x + f_s
F ≥ 40√2 + 20√2
F ≥ 60√2 Newton
A helyes válasz a C.

6.
Egy 8 kg tömegű blokkot egy durva ferde síkra helyezünk, ahogy az az alábbi ábrán látható. A blokk lecsúszásának megakadályozásához szükséges minimális külső erő… (sin 37^o = 0,6, cos 37^o = 0,8, g = 10 ms^-2, µ_k = 0,1)

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

Vita
Ismert :
A tömb tömege (m) = 8 kg
Nehézségi gyorsulás (g) = 10 m/s²
A tömb súlya (w) = mg = (8)(10) = 80 Newton
Bűn 37^o = 0,6
Mert 37^o = 0,8
Kinetikus súrlódási együttható (µ_k) = 0,1
Kérdezte : A blokkot úgy tartó minimális külső erő (F), hogy az ne csússzon le.
Jawab :
A blokk nem csúszik le, ha F = w_x
A gravitáció ferde síkkal párhuzamos komponense :
w_x = w sin θ = (80) (sin 37) = (80) (0,6) = 48
f_k = µ_k N = (0,1)(64) = 6,4
A minimális F erő, ami megakadályozza a blokk lecsúszását :
F + f_k - w_x = 0
F = w_x - f_k = 48 – 6,4 = 41,6 Newton

7.
Egy 5,0 kg tömegű tárgyat egy kötéllel 71 N erővel (g = 10 m/s) húzunk egy durva ferde síkon felfelé.^-2, bűn 37^o = 0,6, cos 37^o = 0,8). Ha a tárgy és a sík közötti súrlódási együttható 0,4, akkor a tárgy által tapasztalt gyorsulás…
A. 0,5 ms^-2
B. 2 ms^-2
C. 2,5 ms^-2
D. 3 ms^-2
E. 5 ms^-2
Vita
Ismert :
A tárgy tömege (m) = 5 kg
Nehézségi gyorsulás (g) = 10 m/s²
Tárgy súlya (w) = mg = (5)(10) = 50 Newton
F erő = 71 Newton
Bűn 37^o = 0,6
Mert 37^o = 0,8
Súrlódási együttható = 0,4
Kérdezte A tárgy gyorsulása (a)
Jawab :
Eredő erő
Először számítsd ki a tárgyra ható eredő erőt.
A gravitáció ferde síkkal párhuzamos komponense :
w_x = w sin θ = (50) (sin 37) = (50) (0,6) = 30
A gravitáció ferde síkra merőleges komponense :
w_y = w cos θ = (50) (cos 37) = (50) (0,8) = 40
Normál erő :
N = w_y = 40
Kinetikus súrlódási erő :
f_k = µ_k N = (0,4)(40) = 16
Ferde síkra ható eredő erő:
∑F = F – w_x - f_k = 71 – 30 – 16 = 25 Newton
Egy tárgy gyorsulása
Egy tárgy gyorsulását Newton második főtételének képletével számítjuk ki:
a = ∑F / m = 25 / 5 = 5 m/s²
A helyes válasz az E.

8. Nézd meg a képet! Egy tömb kezdetben nyugalmi állapotban van, majd F erővel felfelé húzzák a ferde síkkal párhuzamosan. A tömb tömege 2 kg, a statikus súrlódási együttható = 0,3, a szög pedig 45 ^° . Ahhoz, hogy a tömb pontosan felfelé mozduljon, az F erőnek… g = 10 m/s²-nek kell lennie^.

Vita
Köztudott, hogy:
m = 2 kg, g = 10 m/s², = 45^o, μ_s = 0,3
Kérdés: Mekkora az F erő ahhoz, hogy a tömb pontosan felfelé mozduljon el?
Válasz:

Információ: F = húzóerő, w = nehézségi erő, w_x = a tömb súlyának a ferde sík felületével párhuzamos összetevője, w_y = a tömb súlyának a ferde sík felületére merőleges komponense, N = normálerő, f_s = statikus súrlódási erő.

A kérdésben ismert a statikus súrlódási együttható, ez azt jelenti, hogy a ferde sík felülete érdes, így súrlódási erő lépett fel, amely gátolja a tömb mozgását.
Ahhoz, hogy a blokk felfelé mozduljon, az F erőnek egyenlőnek kell lennie w-vel._x +f_sA tárgy felfelé mozog, amikor F nagyobb, mint w._x +f_s.

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

Tehát, hogy a blokk felfelé mozduljon, akkor:
F = w_x +f_s = 10√2 + 3√2 = 13√2 Newton
A helyes válasz a C.

9. Egy 2 kg tömegű tárgyat egy ferde síkra helyezünk, ahogy az az alábbi ábrán látható. Ha a tömb és a ferde sík közötti statikus súrlódási együttható 0,2√3 és g = 10 ms ^–2 , akkor a tárgyat mozgató eredő erő…

Vita
Köztudott, hogy:
m = 2 kg, g = 10 m/s², = 30^o, μ_s = 0,2√3
Feltette a kérdést: Mi az az eredő erő, ami egy tárgyat mozgat?

Válasz:

A súrlódás mindig gátolja egy tárgy mozgását, ezért a súrlódási erő irányát a tárgy mozgási irányával ellentétesen ábrázoljuk. Feltételezzük, hogy a tárgy lefelé mozog, ezért a súrlódási erőt felfelé ábrázoljuk. A tárgyról feltételezzük, hogy lefelé mozog, mert nincs felfelé húzó erő.
w = mg = (2)(10) = 20 Newton
w_x = w sin 30^o = (20)(½) = 10 Newton
w_y = w cos 30^o = (20)(½ √3) = 10√3 Newton
N = w_y = 10√3 Newton
f_s = μ_s N = (0,2√3)(10√3) = (2)(3) = 6 Newton
Az objektumot mozgató eredő erő:
F = w_x - f_s = 10 – 6 = 4 Newton
w_x nagyobb, mint f_s tehát a tárgy lefelé mozog, a w irányba_x.
A helyes válasz az A.

Kérdés forrása:

Országos fizika vizsgakérdések középiskolák/szakközépiskolák számára