Newton törvénye példakérdések

20 példa Newton törvényeire

Newton első törvénye

1. Ha a tárgyra ható eredő erő nulla, akkor...

(1) a tárgy nem fog gyorsulni

(2) a tárgyak mindig nyugalomban vannak

(3) a tárgy sebességének változása nulla

(4) lehetetlen, hogy egy tárgy egyenes vonalban, állandó sebességgel mozogjon.

Az igazság az, hogy…

A. (1), (2) és (3)

Csak a B. (1) és (3) bekezdésben foglaltak

Csak a C. (2) és (4) bekezdésben foglaltak szerint

Csak D. (4)

E. (1), (2), (3) és (4)

Vita

A helyes válasz a következő:

(1) A tárgy nem fog gyorsulni

Az eredő erő egy tárgy gyorsulását okozza. Ha az eredő erő nulla, a tárgy nem fog gyorsulni.

(2) A tárgyak mindig nyugalomban vannak

Newton első törvénye kimondja, hogy ha egy tárgyra ható eredő erő nulla, akkor a nyugalmi állapotban lévő tárgy nyugalomban is marad , az állandó sebességgel mozgó (egyenletes egyenes vonalú mozgású) tárgy pedig állandó sebességgel mozog.

(3) A tárgy sebességének változása nulla

A sebességváltozás = gyorsulás. Egy tárgy sebességváltozása nulla, ami azt jelenti, hogy a tárgy gyorsulása is nulla. Ha a gyorsulás nulla, akkor a tárgyra ható eredő erő is nulla.

A helyes válasz az A.

Tárgyak a liftben

2. Amikor Sandi egy álló liftben van, a súlya 500 N. A nehézségi gyorsulás = 10 ms ^–2 . Amikor a lift gyorsul, a kötél feszültsége 750 N lesz. Így a lift gyorsulása…

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

Vita

Köztudott, hogy:

Kód súly (w) = 500 Newton = 500 kg ms ^–2 (a felvonó nyugalmi állapotban)

Nehézségi gyorsulás (g) = 10 m s ^–2

Jelszó Tömeg (m) = 500 / 10 = 50 kg

Kötélfeszesség (T) = 750 N (felvonó gyorsul)

A felvonó tömegét elhanyagoljuk.

Kérdezte: A lift gyorsulása

Válasz:

A felvonó nyugalmi állapotban van, nincs gyorsulás (a = 0). A felfelé irányuló erő pozitív, a lefelé irányuló erő negatív.

ΣF = ma

T – w = 0

T = w

T = 500 Newton

Ha az emelő lefelé gyorsul, a kötélben lévő feszítőerő kevesebb mint 500 Newton lesz. Másrészt, ha az emelő felfelé gyorsul, a kötélben lévő feszítőerő meghaladja az 500 Newtont.

A kötél feszültsége 750 N-ra nő, aminek következtében a felvonó felfelé gyorsul. A felvonó mozgásával megegyező irányban ható erők pozitívak, az ellenkező irányú erők pedig negatívak.

T – w = ma

750 – 500 = 50 egy

250 = 50 egy

a = 250 / 50

a = 5,0 ms ^–2

A helyes válasz az A.

3. Egy 60 kg tömegű személy egy liftben ül, amely 3 ms⁻² gyorsulással lefelé mozog ^. Ha a nehézségi gyorsulás 10 ms⁻² ^, akkor a lift padlója által a személyre kifejtett normálerő nagysága...

A. 180 É

B. 200 É

C. 340 É

D. 420 É

E. 600 É

Vita

Köztudott, hogy:

Tömeg (m) = 60 kg

A személy és a felvonó gyorsulása (a) = 3 m/ ^s²

Nehézségi gyorsulás (g) = 10 m/ ^s²

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

Kérdezett: normálerő (N)

Válasz:

A liftben tartózkodó személyre két erő hat, nevezetesen a gravitáció (w) és a lift padlója által a személyre kifejtett merőleges erő (N). Három vektormennyiség létezik, nevezetesen a gravitáció, a merőleges erő és a felvonó gyorsulása, ahol a gravitáció lefelé, a merőleges erő felfelé, a felvonó gyorsulása pedig lefelé irányul. A lefelé irányuló vektormennyiséget pozitív előjelűre, a felfelé irányulót pedig negatív előjelűre választjuk.

∑ F = ma

w – N = (60)(3)

600 – N = 180

N = 600 – 180

N = 420 Newton

A helyes válasz a D.

4. Reza, akinek a tömege 40 kg, egy felfelé mozgó liftben ül. Ha a lift padlójának Reza lábára ható ereje 520 N, és a nehézségi gyorsulás 10 ms⁻² ^, akkor a lift gyorsulása...

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

Vita

Köztudott, hogy:

Tömeg (m) = 40 kg

Normál erő (N) = 520 N

Nehézségi gyorsulás (g) = 10 m/ ^s²

Gravitációs erő (w) = mg = (40)(10) = 400 N

Kérdezte: A lift gyorsulása

Válasz:

∑ F = ma

400 – 520 = (40)(a)

-120 = (40)(a)

a = -120/40

a = -3 m/ ^s²

A lift gyorsulása 3 m/s² ^. A negatív előjel azt jelenti, hogy a lift felfelé mozog.

A helyes válasz az E.

5. Egy 60 kg tömegű személy egy 3 ^ms⁻² gyorsulással lefelé mozgó liftben ül . Mekkora nyomást gyakorolnak az emberek lábai a lift padlójára?

Vita

Köztudott, hogy:

Személy tömege (m) = 60 kg

Személy súlya (t) = mg = (60 kg)(10 m/s² ⁾ = 600 kg m/s² ⁼ 600 Newton

A felvonó gyorsulása (a) = 3 m/s² ^, lefelé.

A kérdés: Mekkora nyomást gyakorol egy ember lába a lift padlójára?

Válasz:

^{A lift lefelé mozog 3 m/ s²} gyorsulással (a) . A lift mozgásával megegyező irányú erő pozitív, a mozgásával ellentétes irányú erő negatív.

w – N = ma

N = w – ma

N = 600 – (60)(3)

N = 600 – 180

N = 420 Newton

Ez az a normális erő, amelyet a lift padlója fejt ki a személyre. A személy mozdulatlanul ül a liften, így a normális erő nagysága megegyezik a személy látszólagos súlyával. A látszólagos súly megegyezik a személy lábának a padlóra nehezedő nyomásával.

Csigakötél-terhelési rendszer

6. Két tárgy, A és B, amelyek tömege egyenként 6 kg és 2 kg, egy kötéllel egy csigára vannak kötve, ahogy az ábrán látható. Ha a kötél és a csiga közötti súrlódást elhanyagoljuk és g = 10 ms ^-2 , akkor a kötél feszültsége...

A. 20 É

B. 24 É

C. 27 É

D. 30 É

E. 50 É

Vita

Köztudott, hogy:

m _A = 6 kg, m _B = 2 kg, g = 10 m/s ²

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

Kérdés: Mekkora a kötél feszítőereje (T)?

Válasz:

w _A > w _B, ezért a rendszer az óramutató járásával ellentétesen mozog (m _A lefelé, m _B felfelé mozog).

Gyorsulás

ΣF = ma

w _A – w _B = (m _A + m _B ) a

60 – 20 = (6 + 2) egy

40 = (8) a

a = 40 / 8 = 5 m/ ^s²

Kötélfeszítés 

m _A lefelé mozog

w _A – TA ₌ m _A a

60 – TA ₌ (6)(5)

60 – TA ₌ 30

TA = 60 – ₃₀

T2 = 30 _Newton

m _B felfelé mozog

T _B – w _B = m _B a

T _B – 20 = (2)(5)

T _B – 20 = 10

T _B = 10 + 20

T1 = 30 _Newton

Húrfeszültség (T) = 30 Newton.

A helyes válasz a D.

7. Nézd meg az oldalsó képet! A kötél és a csiga súrlódását elhanyagoljuk. Ha A tömeg = 5 kg, g = 10 m s ^{—2 és A 2,5 m s —2} gyorsulással lefelé mozog , akkor mekkora B tömege?

A. 0,5 kg

B. 1 kg

Kb. 1,5 kg

D. 2 kg

E. 3 kg

Vita

Köztudott, hogy:

A tömeg (mA ₎ = 5 kg

Nehézségi gyorsulás (g) = 10 m/ ^s²

A gyorsulás vagy rendszergyorsulás (a) = 2,5 m/ ^s²

Súly A (w _A ) = (m _A )(g) = (5)(10) = 50 Newton

Feltették a kérdést: mekkora a B tömege (m _B )?

Válasz:

Az A blokk lefelé mozdul, ezért az A súlya (w _A ) nagyobb, mint a B súlya (w _B ).

Alkalmazd Newton második törvényét:

ΣF = ma

w _A – w _B = (m _A + m _B ) a

50 – (m²B ₎ (10) = (5 + _m²B ) (2,5)

50 – 10 m _B = 12,5 + 2,5 m _B

50 – 12,5 = 2,5 m _B + 10 m _B

37,5 = 12,5 m _B

m _B = 3 kg

A helyes válasz az E.

8. Két, 2 kg és 3 kg tömegű tárgyat kötéllel összekötözünk, majd egy csigához erősítünk, amelynek tömegét az ábrán látható módon figyelmen kívül hagyjuk.

Ha a gravitációs gyorsulás nagysága = 10 ms⁻² ^, akkor a kötélre ható feszítőerő, amelyet a rendszer tapasztal,...

A. 20 É

B. 24 É

C. 27 É

D. 30 É

E. 50 É

Vita

Köztudott, hogy:

m1 = ₂ kg, m2 ₌ 3 kg, g = 10 m/ ^s2

w² ₌ (m² ₎ (g) = (2 kg)(10 m/s² ⁾ = 20 kg m/s² ^vagy 20 Newton

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

Kérdés: Mekkora a kötél feszítőereje (T)?

Válasz:

w ₂ > w _1, ezért a rendszer az óramutató járásával megegyezően mozog (m ₂ lefelé, m ₁ felfelé).

Gyorsulás

ΣF = ma

w² – w¹ ₌ ( _m³ + _m² ) _₀

30 – 20 = (2 + 3) egy

10 = (5) a

a = 10 / 5 = 2 m/ ^s².

Kötélfeszítés 

m ₂ lefelé mozdul

w² – _T² = _m² a_​

30 – T2 ₌ (3)(2)

30 – T2 ₌ 6

T2 = 30 – ₆

T2 = 24 _Newton

m ₁ felfelé mozog

T1 – _w1 = _m1a​​

T1 – ₂₀ = (2)(2)

T1 – ₂₀ = 4

T1 = 20 + ₄

T1 = 24 _Newton

Húrfeszültség (T) = 24 Newton.

A helyes válasz a B.

9. Két tömböt egy sima csiga köt össze, és a csiga tömegét az ábrán látható módon elhanyagoljuk. A tömeg = m _A , B tömeg = m _B , és a B tömb a gyorsulással esik. Ha a nehézségi gyorsulás g, akkor a B tömbben fellépő kötélfeszültség nagysága…

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)

Vita

A sík felület sima, így nincs olyan súrlódási erő, amely gátolná az A blokk mozgását. A blokkrendszert mozgató erő a B blokk súlya.

Számítsa ki a rendszer gyorsulását:

Számítsa ki a kötél feszítőerejét (T):

Vegyük például az egyik tárgy, az A mozgását. Az A jobbra mozdul.

Cserélje ki az 1. egyenletben szereplő m _{A értéket} a 2. egyenletben szereplő m _{A értékkel}.

A helyes válasz az E.

10. Egy 10 kg tömegű tömböt egy érdes padlóra helyezünk, majd vízszintes F erő húzza. Ha a statikus súrlódási együttható μ_s = 0,5 és a kinetikus súrlódási együttható μ_k = 0,3. Határozza meg a súrlódási erő nagyságát, amikor a tömb éppen mozdulni készül. (g = 10 m/s²)
Vita
A tömb pontosan akkor mozdul el, ha a húzóerő nagysága = a maximális statikus súrlódási erő nagysága. A statikus súrlódás akkor hat egy tárgyra (gátlódik a tárgy mozgásához), amikor a tárgyat húzzák, de a tárgy még nem mozdult el. A statikus súrlódás akkor éri el a maximumát, amikor a tárgy éppen mozogni készül (a tárgy még nem mozdult el, a tárgy majdnem mozog). Ezzel szemben a kinetikus súrlódás akkor hat egy tárgyra (gátlódik a tárgy mozgásához), amikor a tárgy már mozog.
Köztudott, hogy:
Kérdés: Maximális statikus súrlódási erő (f_s)?
Válasz:
Ha a tárgy egy síkon fekszik, mint a képen, akkor a normálerő nagysága = a tárgy súlya.
Normál erő (N) = gravitáció (w) = 100 Newton
Maximális statikus súrlódási erő képlete:
A kinetikus súrlódási együtthatót a számításokban nem használják.

11. Két tömböt egy könnyű kötél köt össze, amelyet vízszintes F = 20 N erő húz (lásd az ábrát). Ha g = 10 ms^-2 és a blokk és a felület közötti mozgási súrlódási együttható 0,1, határozd meg a blokk gyorsulásának nagyságát...
Vita
Köztudott, hogy:
Kérdezték: a blokk gyorsulása (a)?
Válasz:
12. Egy 2 kg tömegű A és egy 4 kg tömegű B kockát az ábrán látható módon helyeztünk el. Ha a padló súrlódási együtthatója háromszorosa a B kockáénak, akkor az A kockát 5 m/s gyorsulás jellemzi.^-2Tehát az A blokk és a padló közötti súrlódási erő aránya az A és B blokkokhoz képest… g = 10 m/s²
Vita
Köztudott, hogy:
Kérdezte:
Az A blokk és a padló súrlódási erejének összehasonlítása (f_{s A}) az A és B blokkok súrlódási erejével (f_{s B})?
Válasz:

13. Nézd meg az oldalsó képet! Minden egyes tömb tömege m.₁ = 2 kg és m²₂ = 3 kg, és a csiga tömegét elhanyagoljuk. Ha a sík felülete sima és g = 10 ms^-2, akkor a rendszer gyorsulása ….
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
Vita
Köztudott, hogy:
m₁ = 2 kg, m²₂ = 3 kg, g = 10 ms^-2
w₂ = m₂ g = (3)(10) = 30 kg m/s² vagy 30 Newton
Kérdés: Az (a) rendszer gyorsulása?
Válasz:
14. Egy tömeggel rendelkező tárgyat egy sima csigán átfutó kötél köt össze, ahogy az a képen látható. Ha m₁ = 2 kg, m²₂ = 3 kg és g = 10 ms^-2, akkor a kötél T feszítőerejének nagysága…
A. 10,2 É
B. 13,3 É
C. 15,5 É
D. 18,3 É
E. 24,0 É
Vita
Köztudott, hogy:
m₁ = 2 kg, m²₂ = 3 kg, g = 10 ms^-2
w₁ = (2)(10) = 20 Newton
w₂ = (3)(10) = 30 Newton
Kérdés: Mekkora a kötélre ható feszítőerő (T)?
Válasz:
w₂ = 30 Newton nagyobb, mint w₁ = 20 Newton, tehát m₂ lefelé, m₁ feljebb lépni.
Newton második főtételének képlete:
A kötél feszítőereje?
A rendszer mozgásiránya vagy a rendszer gyorsulásának iránya szerint az m gravitációs erő iránya₂ lefelé, a kötél feszítőerejének iránya m-en₂ a csúcsra:
w₂ - T₂ = m₂ a
30 – T₂ = (3)(2)
30 – T₂ = 6
T₂ = 30 - 6
T₂ = 24 Newton
A nehézségi erő iránya m₁ lefelé, a kötél feszítőerejének iránya m-en₁ a csúcsra:
T₁ - w₁ = (m₁) (A)
T₁ – 20 = (2)(2)
T₁ - 20 = 4
T₁ = 4 + 20
T₁ = 24 Newton
Kötélfeszítő erő (T) = T₁ = T.₂ = 24 Newton.

15. Két, egyenként 4 kg tömegű tömböt egy kötél és egy csiga köt össze az ábrán látható módon. A felület és a csiga sima. Ha a B tömböt 50 N vízszintes erővel húzzuk, a tömb gyorsulása… (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
Vita
Köztudott, hogy:
m_A = 4 kg, m²_B = 4 kg, g = 10 m/s²
w_A = (m_A)(g) = 4)(10) = 40 Newton
F = 50 Newton
Feltette a kérdést: rendszergyorsítás?
Válasz:
Newton második főtételének képlete:
Mindkét blokk gyorsulása 1,25 m/s²A két tömb mozgásiránya = az F húzóerő iránya.

16. Nézd meg az oldalsó képet! A kockák tömegei m1 ₌ 6 kg és m2 ₌ 4 kg, a csiga tömegét pedig elhanyagoljuk. Ha a sík felülete sima és g = 10 ms ⁻² , akkor a rendszer gyorsulása ….

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

Vita
Köztudott, hogy:
m₁ = 6 kg, m²₂ = 4 kg, g = 10 m/s²
w₁ = m₁ g = (6 kg)(10 m/s²) = 60 kg m/s² vagy 60 Newton
w₂ = m₂ g = (4 kg)(10 m/s²) = 40 kg m/s² vagy 40 Newton
Feltett kérdés: az (a) rendszer gyorsulása?
Válasz:

m₁sima, lapos, súrlódásmentes felületen van, így a rendszert a gravitáció 2. blokk.
Terapkán Newton második törvénye :
∑F = mA
w₂ = (m₁ +m₂), hogy
40 N = (6 kg + 4 kg)₁
40 N = (10 kg) a
a = 40 N / 10 kg
a = 4 m/s²
A helyes válasz a D.

17. Két, egyenként 2 kg tömegű tömböt egy kötél és egy csiga köt össze, ahogy az ábrán látható. A felület és a csiga sima. Ha a B tömböt 40 N vízszintes erővel húzzuk, a tömb gyorsulása… (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

Megbeszélés:
Köztudott, hogy:
m_A = m_B = 2 kg, g = 10 m/s², F = 40 N
w_A = mg = (2)(10) = 20 N
Kérdés: a blokk gyorsulása (a)?
Válasz:
A blokk felülete sima, ezért a blokk mozgását befolyásoló erő csak F erő és az A blokk súlya.
Alkalmazd Newton második törvényét:
∑F = mA
F – w_A = (m_A +m_B), hogy
40 – 20 = (2 + 2) egy
20 = (4) a
a = 20 / 4
a = 5 m/s²
A helyes válasz az A.

Ferde sík

18. Egy 2 kg tömegű tömb egy sima, 30 fokos dőlésszögű ferde síkon fekszik.^o, hogy a blokk állandó gyorsulással mozogjon. Ha g = 10 ms^-2, akkor az erő nagysága, ami a blokkot mozgatja...
A. 5 É
B. 6 É
C. 7 É
D. 8 É
E. 10 É
Vita
Köztudott, hogy:
m = 2 kg, g = 10 m/s², théta = 30^o
w = mg = (2)(10) = 20 kg m/s² = 20, N
Kérdés: Milyen erő mozgatja a blokkot?
Válasz:

A blokkot mozgató erő w_x.
w_x = w sin teta
w_x = (20₀₀₀₀N)(sin 30^o)
w_x = (20₀ ...
w_x = 10 N.
A blokkot mozgató erő 10 Newton.
A helyes válasz az E.

19. Két tömböt egy könnyű kötél köt össze, amelyet vízszintes erő húz F = 24 N g = 10 ms^-2 és a padlófelület csúszós. A blokk gyorsulásának nagysága Newton második törvénye alapján minden tárgyra...
Vita
Köztudott, hogy:
m₁ = 2 kg, m²₂ = 4 kg, F = 24 N
Kérdés: Mekkora a blokk gyorsulása (a)?
Válasz:
A blokk gyorsulásának nagysága 4 m/s².

20. Egy álló liftben Sandi súlya 500 N. A nehézségi gyorsulás = 10 ms^-2Amikor a lift gyorsul, a kötél feszültsége 750 N lesz. Így a lift gyorsulása...
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
Vita
Köztudott, hogy:
w = 500 N, g = 10 m/s², T = 750 N
Kérdés: a lift gyorsulása (a)?
Válasz:
Jelszó tömeg:
w = mg
500 = m(10)
m = 500/10
m = 50 kg
A lift tömege ismeretlen, így a lift és a tartalmának teljes tömege = a kód tömege.
Newton első törvénye szerint, ha a lift mozdulatlan, akkor az eredő erő = 0.
A kötél feszítőereje (T) álló helyzetben = 500 N.
Amikor a felvonó gyorsul, a kötél feszítőereje (T) 750 N-ra válik, vagy 250 N-nal nő.

A lift gyorsulása 5 m/s² és a gyorsulás iránya = a felvonó mozgásának iránya felfelé van.

Kérdés forrása:

Országos fizika vizsgakérdések középiskolák/szakközépiskolák számára