1. Egy személy egy állandó sebességgel felfelé mozgó liftben ül . A személy súlya 800 N. A liftkötél azonnal elszakad, így a lift lezuhan. Határozza meg a lift padlója által a személyre ható normálerőt közvetlenül a kötél elszakadása előtt és után.
A. 800 É és 0
B. 800 É és 800 É
Kb. 1600 É és 0
D. 1600 É és 800 É
Ismert:
Súly (w) = 800 Newton
Keresett: A normálerő (N)
megoldás:
Mielőtt elszakadna a lift kötéle
Amikor a személy a lift padlóján áll, a súly lefelé irányuló irányban hat rá. Mivel a személy nyugalmi állapotban van, normális erőnek kell hatnia rá, ahol a normális erő iránya felfelé van, és a normális erő nagysága megegyezik a súly nagyságával.
Mivel a személy nyugalmi állapotban van a liftben, és a lift állandó sebességgel mozog (nem gyorsulás), így nincs nettó erő, ami a személyre hatna.
∑F = 0
N – w = 0
N = w
N = 800 Newton
Miután elszakadt a lift kötele
Miután a lift kötéle elszakad, a lift és a szabad személy együtt zuhannak, ahol gyorsulásuk nagysága és iránya megegyezik a nehézségi gyorsuláséval. A személyre nem hat normálerő.
A helyes válasz A.
2. Egy 20 gramm tömegű blokk állandó sebességgel mozog egy durva, vízszintes padlón, ha 2 N külső erő hat rá. Határozza meg a blokkra ható súrlódási erő nagyságát!
A. 0.3 É
B. 1.4 É
C. 2.0 É
D. 3.6 É
Ismert:
Tömeg (m) = 20 gramm
Erő (F) = 2 Newton
Keresett: A blokk által tapasztalt súrlódási erő nagysága.
megoldás:
Newton első mozgástörvénye alapján, ha egy tömb állandó sebességgel mozog, akkor a tömbnek nincs gyorsulása. A tömb állandó sebességgel mozog, és nincs gyorsulás, ha:
– A súrlódási erő nagysága (F fric ) megegyezik a külső erő nagyságával (F)
– A súrlódási erő (F fric ) ellentétes irányú a külső erővel (F) szemben
Alkalmazd Newton első mozgástörvényét:
∑ F = 0
F – F frik = 0
F = F súrlódás
F frikció = 2 Newton
A helyes válasz C.
3. Egy 0.6 m hosszú és 0.4 m magas sima, ferde sík. Egy 1350 N súlyú blokk felfelé mozdul a ferde sík segítségével. Határozza meg a blokk mozgatásához szükséges erő nagyságát!
A. 100 É
B. 300 É
C. 600 É
D. 900 É
Ismert:
A tömb súlya (w) = 1350 Newton
hyp = 0.6 m
szemben = 0.4 m
Keresett: A minimális erő
megoldás:
hyp = ac = 0.6 m
opp = bc = 0.4 m
Sin θ = bc / ac = 0.4 / 0.6 = 4/6 = 2/3
Newton első mozgástörvénye alapján a tömb akkor kezd felfelé mozogni, amikor a külső erő (F) legalább akkora, mint a súly vízszintes komponense (w x ).
∑ F = 0
F – w x = 0
F = sz x
Ha F = wx , akkor a tárgy állandó sebességgel kezd felfelé mozogni.
w x = w sin θ = (1350) (2/3) = (2) (450) = 900 Newton
A helyes válasz D.
4. Három erő, F1 = 22 N, F2 = 18 N és F3 = 40 N hat egy tömbre. Melyik ábra írja le Newton első törvényét?
megoldás:
Newton első törvénye: Nettó erő (ΣF) = 0.
A. F1 + F2 – F3 = 22N + 18N – 40N = 40N – 40N = 0
B. F2 + F3 – F1 = 18 N + 40 N – 22 N = 58 N – 22 N = 36 N (jobbra)
C. F2 + F3 – F1 = 18 N + 40 N – 22 N = 58 N – 22 N = 36 N (jobbra)
D. F1 + F3 – F2 = 22 N + 40 N – 18 N = 62 N – 18 N = 44 N (balra)
