Նյուտոնի օրենքների վերելակի կամ մակերևույթի ուղիղ շարժման վրա կիրառման վերաբերյալ հարցերի 4 օրինակ
1. 50 կգ զանգվածով մարդը գտնվում է վերելակում։ Ձգողականության արագացումը = 10 մ/վ։2Որոշեք վերելակի հատակի կողմից անձի վրա ազդող նորմալ ուժի մեծությունը, եթե՝
(ա) լուռ վերելակ
(բ) վերելակը շարժվում է ներքև հաստատուն արագությամբ
(գ) վերելակը շարժվում է վերև 5 մ/վ արագացմամբ2
(դ) վերելակը ներքև է շարժվում 5 մ/վ արագացմամբ2
(ե) ազատ անկման վերելակ
Քննարկում
Հայտնի է :
Մարդու զանգվածը (մ) = 50 կգ
Ձգողականության արագացում (g) = 10 մ/վ2
Մարդու քաշը (քաշ) = մգ = (50)(10) = 500 Նյուտոն
Ջավաբ :
(ա) լուռ վերելակ
Վերելակը կանգ է առել, արագացում չկա (a = 0)
Վերև ուղղված ուժը դրական է, ներքև ուղղված ուժը՝ բացասական։
(բ) վերելակը շարժվում է ներքև հաստատուն արագությամբ
Վերելակը շարժվում է հաստատուն արագությամբ, արագացում չկա (a = 0)
Վերև ուղղված ուժը դրական է, ներքև ուղղված ուժը՝ բացասական։
(գ) վերելակը շարժվում է վերև 5 մ/վ արագացմամբ2
Վերելակը շարժվում է վերև 5 մ/վ արագացմամբ (a):2
Վերելակի շարժման հետ նույն ուղղությամբ գործող ուժը դրական է, վերելակի շարժման հակառակ ուղղությամբ գործող ուժը՝ բացասական։
N – w = ma
N = w + ma
N = 500 + (50)(5)
N = 500 + 250
N = 750 Նյուտոն
Նորմալ ուժի մեծությունը (N) հավասար է քաշին (w), հետևաբար, երբ վերելակը շարժվում է վերև, մարդու մարմինը ավելի ծանր է զգացվում։ Այլ կերպ ասած, երբ վերելակը շարժվում է վերև, մարդու թվացյալ քաշը մեծանում է։ Եթե մարդը կանգնած է կշեռքի վրա, երբ վերելակը շարժվում է վերև, կշեռքը ցույց կտա, որ մարդու զանգվածն ավելի մեծ է։
(դ) վերելակը ներքև է շարժվում 5 մ/վ արագացմամբ2
Վերելակը շարժվում է ներքև 5 մ/վ արագացմամբ (a):2
Վերելակի շարժման հետ նույն ուղղությամբ գործող ուժը դրական է, վերելակի շարժման հակառակ ուղղությամբ գործող ուժը՝ բացասական։
w – N = ma
N = w – ma
N = 500 – (50)(5)
N = 500 – 250
N = 250 Նյուտոն
Երբ վերելակը իջնում է, մարդու մարմինն ավելի թեթև է զգացվում։ Այլ կերպ ասած, երբ վերելակը իջնում է, մարդու թվացյալ քաշը մեծանում է։ Եթե մարդը կանգնած լիներ կշեռքի վրա, երբ վերելակը իջնում է, կշեռքը կցույց կտար ավելի փոքր զանգված։
(ե) ազատ անկման վերելակ
Ազատ անկման վերելակը նշանակում է, որ վերելակը շարժվում է ներքև, որտեղ վերելակի արագացումը (a) = գրավիտացիոն արագացումը (g): Օրինակ՝ g = 10 մ/վրկ2 ապա a = 10 մ/վ2
Վերելակի շարժման հետ նույն ուղղությամբ գործող ուժը դրական է, վերելակի շարժման հակառակ ուղղությամբ գործող ուժը՝ բացասական։
w – N = ma
N = w – ma
N = 500 – (50)(10)
N = 500 – 500
N = 0
Երբ վերելակը ազատ անկման մեջ է, մարդու թվացյալ քաշը զրո է։ Այլ կերպ ասած, մարդը կընկալի իրեն անկշիռ։ Եթե մարդը կանգնած լիներ կշեռքի վրա, երբ վերելակը շարժվի ներքև, կշեռքը կնշեր, որ նրա զանգվածը զրո է։ Այս վիճակը նման է ձգողականության ուժ չունեցող տարածության մեջ գտնվելուն։
2. Որոշեք 2000 կգ զանգվածով վերելակի հենարանային մալուխի վրա ձգման ուժի մեծությունը, եթե՝
(ա) լուռ վերելակ
(բ) վերելակը ներքև է շարժվում 5 մ/վ արագացմամբ2
(գ) վերելակը շարժվում է վերև 5 մ/վ արագացմամբ2
(դ) ազատ անկման վերելակ
Ենթադրենք, որ ձգողության ուժի արագացումը (g) = 10 մ/վրկ է։2
Քննարկում
Հայտնի է :
Բարձրացնող զանգվածը (մ) = 2000 կգ
Ձգողականության արագացում (g) = 10 մ/վ2
Բարձրացնող քաշը (w) = մգ = (2000)(10) = 20.000 Նյուտոն
Ջավաբ :
(ա) լուռ վերելակ
Վերելակը կանգ է առել, արագացում չկա (a = 0)
Վերև ուղղված ուժը դրական է, ներքև ուղղված ուժը՝ բացասական։
Երբ վերելակը անշարժ է, պարանի վրա ձգման ուժը (T) = վերելակի քաշը (w) = 20.000 Նյուտոն
(բ) վերելակը ներքև է շարժվում 5 մ/վ արագացմամբ2
Վերելակը շարժվում է ներքև 5 մ/վ արագացմամբ (a):2
Վերելակի շարժման հետ նույն ուղղությամբ գործող ուժը դրական է, վերելակի շարժման հակառակ ուղղությամբ գործող ուժը՝ բացասական։
w – T = ma
T = w – ma
T = 20.000 – (2000)(5)
T = 20.000 – 10.000
T = 10.000 Նյուտոն
Երբ վերելակը իջնում է, պարանի (T) վրա ձգման ուժը փոքրանում է, քան երբ վերելակը անշարժ է։
(գ) վերելակը շարժվում է վերև 5 մ/վ արագացմամբ2
Վերելակը շարժվում է վերև 5 մ/վ արագացմամբ (a):2
Վերելակի շարժման հետ նույն ուղղությամբ գործող ուժը դրական է, վերելակի շարժման հակառակ ուղղությամբ գործող ուժը՝ բացասական։
T – w = ma
T = w + ma
T = 20.000 + (2000)(5)
T = 20.000 + 10.000
T = 30.000 Նյուտոն
Երբ վերելակը շարժվում է վերև, պարանի վրա ձգման ուժը (T) ավելի մեծ է դառնում, քան երբ վերելակը անշարժ է։
(դ) ազատ անկման վերելակ
Ազատ անկման վերելակը նշանակում է, որ վերելակը շարժվում է ներքև, որտեղ վերելակի արագացումը (a) = գրավիտացիոն արագացումը (g): Օրինակ՝ g = 10 մ/վրկ2 ապա a = 10 մ/վ2
Վերելակի շարժման հետ նույն ուղղությամբ գործող ուժը դրական է, վերելակի շարժման հակառակ ուղղությամբ գործող ուժը՝ բացասական։
w – T = ma
T = w – ma
T = 20.000 – (2000)(10)
T = 20.000 – 20.000
T = 0
Երբ վերելակը ազատ անկման մեջ է, պարանի լարվածությունը (T) դառնում է զրո։ Քանի որ պարանի լարվածությունը հավասար է վերելակի քաշին, երբ պարանի լարվածությունը զրո է, վերելակի քաշը նույնպես թվում է զրո։ Այս իրավիճակը նման է այն իրավիճակին, երբ մարմինը գտնվում է գրավիտացիոն վակուումում կամ տարածությունում, որտեղ գրավիտացիոն ուժ չկա։
[Անգլերեն: Նյուտոնի շարժման օրենքի կիրառումը վերելակում]
3. 60 կգ զանգված ունեցող մարդը գտնվում է վերելակում, որը շարժվում է ներքև՝ 3 մ/վ արագացմամբ։-2Եթե Երկրի վրա ձգողության արագացումը 10 մ/վ է-2, ապա վերելակի հատակի կողմից անձի վրա ազդող նորմալ ուժի մեծությունը… է։
Ա. 180 Հյուսիս
Բ. 200 Հյուսիս
Գ. 340 Հյուսիս
Դ. 420 Հյուսիս
Արևելք 600 Հյուսիս
Քննարկում
Հայտնի է, որ՝
Զանգվածը (մ) = 60 կգ
Մարդու և վերելակի արագացումը (a) = 3 մ/վ2
Ձգողականության արագացում (g) = 10 մ/վ2
Ձգողականություն (w) = mg = (60)(10) = 600 Նյուտոն
Հարցված է՝ նորմալ ուժ (N)
Պատասխան՝
Վերելակում գտնվող մարդու վրա գործում են երկու ուժ՝ ձգողականության ուժը (w) և վերելակի հատակի կողմից մարդու վրա ազդող նորմալ ուժը (N): Կան երեք վեկտորային մեծություններ՝ ձգողականություն, նորմալ ուժ և վերելակի արագացում, որտեղ ձգողականությունն ուղղված է դեպի ներքև, նորմալ ուժը՝ դեպի վեր, իսկ վերելակի արագացումը՝ դեպի ներքև: Դեպի ներքև ուղղված վեկտորային մեծությունն ընտրվում է դրական նշանով, իսկ դեպի վեր ուղղված վեկտորային մեծությունը՝ բացասական նշանով:
∑F = ma
w – N = (60)(3)
600 – N = 180
N = 600 – 180
N = 420 Նյուտոն
Ճիշտ պատասխանը Դ-ն է։
4. 40 կգ զանգվածով Ռեզան գտնվում է վերև շարժվող վերելակում։ Եթե վերելակի հատակի ուժը Ռեզայի ոտքերի վրա 520 Ն է, իսկ ձգողության ուժի արագացումը՝ 10 մ/վ։-2, ապա վերելակի արագացումը կազմում է…
Ա. 1,0 մվ-2
Բ. 1,5 մվ-2
Գ. 2,0 մվ-2
Դ. 2,5 մվ-2
E. 3,0 մվ-2
Քննարկում
Հայտնի է, որ՝
Զանգվածը (մ) = 40 կգ
Նորմալ ուժ (Ն) = 520 Ն
Ձգողականության արագացում (g) = 10 մ/վ2
Ձգողականության ուժ (w) = մգ = (40)(10) = 400 Ն
Հարց՝ վերելակի արագացում
Պատասխան՝
∑F = ma
400 – 520 = (40)(ա)
-120 = (40)(ա)
ա = -120/40
a = -3 մ/վ2
Վերելակի արագացումը 3 մ/վ է2Բացասական նշանը նշանակում է, որ վերելակը շարժվում է վերև։
Ճիշտ պատասխանը Ե-ն է։
Հարցի աղբյուրը՝
Ֆիզիկայի ազգային քննության հարցեր ավագ դպրոցի/մասնագիտական ավագ դպրոցի համար
