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 testre ható eredő erő nulla, akkor egy nyugalmi állapotban lévő tárgy nyugalmi állapotban is marad és egy állandó sebességgel mozgó tárgy (egyenletes egyenes vonalú mozgás) továbbra is állandó sebességgel fog mozogni.

(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. Egy álló liftben Sandi súlya 500 N. A nehézségi gyorsulás = 10 ms^-2 Amikor a felvonó gyorsul, a kötél feszültsége 750 N lesz. Így a felvonó 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 (csendes lift)

Nehézségi gyorsulás (g) = 10 ms^-2

Jelszó Tömeg (m) = 500 / 10 = 50 kg

Kötélfeszesség (T) = 750 N (felvonó gyorsul)

A felvonó tömegét elhanyagoljuk.

Kérdezte: Lift gyorsulás

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 m/s gyorsulással lefelé mozog.^-2Ha a Földön a nehézségi gyorsulás 10 m/s^-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

Személy és felvonó gyorsulása (a) = 3 m/s²

Nehézségi gyorsulás (g) = 10 m/s²

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

Kérdezte: normál erő (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.

ΣF = 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 padlója Reza lábára 520 N erőt fejt ki, és a nehézségi gyorsulás 10 m/s^-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: Lift gyorsulás

Válasz:

ΣF = ma

400 – 520 = (40)(a)

-120 = (40)(a)

a = -120/40

a = -3 m/s²

A lift gyorsulása 3 m/s²A negatív előjel azt jelenti, hogy a lift felfelé mozog.

A helyes válasz az E.

5. Egy 60 kg tömegű személy egy liftben ül, amely 3 ms gyorsulással lefelé halad.^-2Mekkora 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, le.

Kérdezte: Mekkora nyomást gyakorolnak az emberek lábai a lift padlójára?

Válasz:

A lift 3 m/s gyorsulással (a) mozog lefelé.². A felvonó mozgásával megegyező irányú erő pozitív, a felvonó 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, egyenként 6 kg és 2 kg tömegű A és B, egy kötéllel egy csigán át van kötve, ahogy az a képen látható. Ha a kötél és a csiga súrlódását 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, m²_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

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 haladás).

Gyorsulás

ΣF = ma

w_A - w_B = (m_A +m_B), hogy

60 – 20 = (6 + 2) egy

40 = (8) a

a = 40 / 8 = 5 m/s²

Kötélfeszítés 

m_A lejjebb mozgatás

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 feljebb lépés

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 közötti súrlódást figyelmen kívül hagyjuk. Ha az A tömeg = 5 kg, akkor g = 10 ms.^-2 és A lefelé mozog 2,5 ms gyorsulással^-2, akkor mekkora a B tömege?

A. 0,5 kg

B. 1 kg

Kb. 1,5 kg

D. 2 kg

E. 3 kg

Vita

Köztudott, hogy:

A tömeg (m_A) = 5 kg

Nehézségi gyorsulás (g) = 10 m/s²

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

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

A kérdés: mekkora a B tömege (m?)_B)?

Válasz:

Az A blokk az A súlya miatt mozdul lefelé (w_A) nagyobb, mint a B súlya (w_B).

Alkalmazd Newton második törvényét:

ΣF = ma

w_A - w_B = (m_A +m_B), hogy

50 – (méter_B)(10) = (5 + m_B) (2,5)

50 - 10 m_B = 12,5 + 2,5 méter_B

50 – 12,5 = 2,5 méter_B + 10 m_B

37,5 12,5 = XNUMX XNUMX 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, a rendszer által tapasztalt húrfeszítő erő….

A. 20 É

B. 24 É

C. 27 É

D. 30 É

E. 50 É

Vita

Köztudott, hogy:

m₁ = 2 kg, m²₂ = 3 kg, g = 10 m/s²

w₁ = (m₁)(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:

w₂ > w₁ ezért a rendszer az óramutató járásával megegyező irányban mozog (m₂ lefelé, m₁ felfelé haladás).

Gyorsulás

ΣF = ma

w₂ - w₁ = (m₁ +m₂), hogy

30 – 20 = (2 + 3) egy

10 = (5) a

a = 10 / 5 = 2 m/s².

Kötélfeszítés 

m₂ lejjebb mozgatás

w₂ - T₂ = m₂ a

30 – T₂ = (3)(2)

30 – T₂ = 6

T₂ = 30 - 6

T₂ = 24 Newton

m₁ feljebb lépés

T₁ - w₁ = m₁ a

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 szíjtárcsa köt össze, és a szíjtárcsa tömegét elhanyagoljuk, ahogy az az ábrán látható. Tömeg A = m_A, B tömeg = m_B és a B tömb a gyorsulással esik. Ha a gravitációs gyorsulás g, akkor a B tömbön 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 m-et_A pada 1. egyenlet m-mel_A pada 2. egyenlet.

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! Minden egyes tömb tömege m.₁ = 6 kg és m²₂ = 4 kg, és a csiga tömegét elhanyagoljuk. Ha a sík felülete sima és g = 10 ms^-2, maka gyorsulás a rendszer….

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 az ábrán látható módon. 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