Newton törvényének képlete

Példakérdések és képletek Newton törvényeihez

Newton első törvénye

1. Egy személy egy állandó felfelé haladó sebességgel mozgó liftben ül. A személy súlya 800 N. Hirtelen a liftet húzó acélsodrony elszakad, amitől a lift lezuhan. Normál erő a lift padlójától a személyig, közvetlenül az acélkábel elszakadása előtt és után….

1. 800 É és 0
2. 800 É és 800 É
3. 1600 É és 0
4. 1600 É és 800 É

Vita
Köztudott, hogy:
Súly (w) = 800 Newton
Kérdés: A személyre ható normálerő (N) közvetlenül az acélsodrony elszakadása előtt és után
Válasz:
Pillanatokkal az acélsodrony elszakadása előtt
Amikor a személy a lift padlóján áll, a gravitációs erő hat rá, és a gravitáció iránya lefelé mutat (lásd az alábbi ábrát). A személy mozdulatlan a liftben, ezért egy normálerőnek kell egyensúlyban lennie a személy súlyával, ahol ez az erő felfelé irányuló és nagyságrendű, mint a gravitáció. A padló által a személyre kifejtett normálerő és ez az erő hat rá.
Mivel a személy álló helyzetben van a liftben, és a lift állandó sebességgel mozog (gyorsulás nélkül), a személyre ható eredő erő nulla.
∑F = 0
N – w = 0
N = w
N = 800 Newton

Miután az acélsodrony elszakadt
Az acélkábel elszakadása után a lift és a személy szabadon együtt esik, ahol a lift és a személy szabadesési gyorsulásának nagysága és iránya megegyezik a Földön fellépő gravitációs gyorsulással. A lift és a személy szabadon együtt esik úgy, hogy a lift padlója nem fejt ki normális erőt a személyre. A személy esik, és a lába nem tud a lift padlójára nyomódni, mert a lift is esik.
A helyes válasz az A.

2. Három erő, amelyek mindegyikének nagysága F₁ = 22 É, F₂ = 18 É és F₃ = 40 N erő hat egy fadarabra. A tömbre ható erőket, amelyek Newton első törvényét engedelmeskednek, az ábra mutatja...

Vita

Newton első törvénye: Eredő erő (ΣF) = 0.

A. F.₁ + F₂ - F₃ = 22 N + 18 N – 40 N = 40 N – 40 N = 0

B. F.₂ + F₃ - F₁ = 18 É + 40 É – 22 É = 58 É – 22 É = 36 É (jobbra)

C. F.₂ + F₃ - F₁ = 18 É + 40 É – 22 É = 58 É – 22 É = 36 É (jobbra)

D. F.₁ + F₃ - F₂ = 22 É + 40 É – 18 É = 62 É – 18 É = 44 É (balra)

A helyes válasz az A.

Newton második törvénye

3.
Nézd meg a képet!
Egy 40 kg-os tömböt 200 N erővel húznak, ami 3 m/s gyorsulást eredményez.² Tehát a tárgyra/blokkra ható súrlódási erő nagysága...

1. 15 N
2. 40 N
3. 43 N
4. 80 N

Vita
Köztudott, hogy:
Tömeg (m) = 40 kg
Erő (F) = 200 N
Gyorsulás (a) = 3 m/s²
Kérdés: A súrlódási erő nagysága (F)_g)
Válasz:
Newton második főtételének képlete:
∑F = mA
Leírás: ∑F = eredő erő, m = tömeg, a = gyorsulás

Az F erő iránya jobbra, míg a súrlódás iránya balra mutat (a súrlódás iránya ellentétes a tárgy mozgásirányával). A jobbra mutató irányt pozitívnak, a balra mutató irányt pedig negatívnak tekintjük.
∑F = mA
F – F_g = ma
200 – F_g = (40)(3)
200 – F_g = 120
F_g = 200 - 120
F_g = 80 Newton
A helyes válasz a D.

4. Egy 100 gramm tömegű A tömböt egy 300 gramm tömegű B tömbre helyezünk, majd a B tömböt 5 N erővel függőlegesen felfelé toljuk. Ha a tömbök nem mozdítják el egymást, akkor a B tömb által az A tömbre ható normálerő nagysága….

1. 1 N
2. 1,25 N
3. 2 N
4. 3 N

Vita
Köztudott, hogy:
Tolóerő (F) = 5 Newton
Az A tömb tömege (m_A) = 100 gramm = 0,1 kg
A B tömb tömege (m_B) = 300 gramm = 0,3 kg
Nehézségi gyorsulás (g) = 10 m/s²
Az A blokk súlya (w_A) = (0,1 kg)(10 m/s²) = 1 kg m/s² = 1 Newton
A B blokk súlya (w_B) = (0,3 kg)(10 m/s²) = 3 kg m/s² = 3 Newton

Kérdés: A B blokk normálerője az A blokkon
Válasz:
Mindkét blokkra több erő hat, ahogy az az alábbi ábrán is látható.
F = tolóerő (a B blokkra ható)
w_A = az A blokk gravitációs ereje (amely az A blokkra hat)
w_B = a B blokk súlya (amely a B blokkra hat)
N_A = a B blokk normál ereje az A blokkra (az A blokkra hatva)
N_A' = az A blokk által a B blokkra ható normálerő (a B blokkra hatva)

Tekintsük mindkét blokkot egyetlen rendszerként:
Alkalmazd Newton második törvényét mindkét blokkra:
∑F = mA
F – w_A - w_B +N_A - N_A' = (m_A +m_B), hogy
N_A és N_A' egy azonos nagyságú, de ellentétes irányú hatás-reakció erő, így kiesik az egyenletből.
F – w_A - w_B = (m_A +m_B), hogy
5 – 1 – 3 = (0,1 + 0,3) a
5 – 4 = (0,4) a
1 = (0,4) a
a = 1 / 0,4
a = 2,5 m/s²
Egy 5 Newton nagyságú, függőlegesen felfelé ható erő (F) jelenléte mindkét tömbre 2,5 m/s gyorsulású függőleges felfelé mozgást okoz.².

Tekintsük az A blokkot:
Alkalmazd Newton második törvényét az A blokkra:
∑F = mA
N_A - w_A = m_A a
N_A – 1 = (0,1)(2,5)
N_A - 1 = 0,25
N_A = 1 + 0,25
N_A = 1,25 Newton
A B tömb által az A tömbre ható normálerő 1,25 Newton.
A helyes válasz a B.

Newton harmadik törvénye

5. Figyelj oda a következő állításra!

(1) Az utasok előrelökődtek, amikor a folyamatosan mozgó busz hirtelen erősen fékezett.

(2) A kartonpapír tetején lévő könyvkupac nem esik le, ha a kartonpapírt gyorsan meghúzzuk.

(3) Gördeszkázás közben, amikor a szabad láb hátrafelé nyomja a talajt, a gördeszka előrecsúszik.

(4) A csónak evezőjét hátratolva a csónak előre halad.

A fenti állítás, amely összhangban van Newton harmadik törvényével, a következő...

A. (1) és (2)

B. (1) és (3)

C. (2) és (3)

D. (3) és (4)

Vita

(1) Newton első törvénye

(2) Newton első törvénye

(3) Newton harmadik törvénye

(4) Newton harmadik törvénye

A helyes válasz a D.

Kérdés forrása:

Általános iskola/iszlám általános iskolai természettudományos országos vizsgakérdések

Általános iskolai fizika OSN kérdések