Dæmi um hvatvíspurningar

4 dæmi um hvatvíspurningar

1. Kúla með massa 0,5 kg fellur frjálslega úr hæð h ₁ = 7,2 m yfir gólfinu og skoppar niður í hæð h ₂ = 3,2 m. Ef þyngdarhröðunin er 10 ms ^-2 , þá er púlsinn sem verkar á kúluna...

A. 2,0 Ns

B. 3,0 Ns

C. 10 Ns

D. 40 Ns

A. 80 Ns

Umræða

Það er vitað að :

Massi kúlunnar (m) = 0,5 kg

Hæð frjálsfallandi kúlunnar (h1 ₎ = 7,2 metrar

Hæð skoppandi boltans (h² ₎ = 3,2 metrar

Þyngdarhröðun jarðar (g) = 10 m/ ^s²

Spurt : Hvatvísi sem virkar á boltann

Svar :

Hraði boltans rétt fyrir árekstur (v)_o)

Reiknið hraða boltans rétt fyrir áreksturinn með því að nota formúluna fyrir frjálst fall. Miðað við að hæðin (h) = 7,2 metrar, þyngdarhröðunin (g) = 10 m/s² ^og lokahraðinn rétt fyrir áreksturinn við gólfið, notið þá formúluna v² = 2gh^.

v _o ² = 2(10)(7,2) = 144

v _o = 2(10)(7,2) = 12 m/s

Hraði kúlunnar fyrir árekstur (v _o ) er -12 m/s. Neikvæða táknið gefur aðeins til kynna stefnu.

Hraði boltans strax eftir áreksturinn (v)_t)

Reiknið út hraða kúlunnar strax eftir áreksturinn með því að nota formúluna fyrir lóðrétta hreyfingu upp á við. Miðað við að hæðin (h) = 3,2 metrar, þyngdarhröðunin (g) = -10 m/s² ^, lokahraðinn í mestu hæð (vt² _{) = 0} ^og upphafshraðann strax eftir að kúlan lendir á gólfinu er spurt um, því notið formúluna _vt² = v ^o² ₊ 2gh^.

vt² = ^v² ₊ ² gh_​

0 = v _o ² + 2 (-10)(3,2)

v _o ² = 64

v _o = √64 = 8 m/s

Hraði kúlunnar eftir áreksturinn (v _t ) er 8 m/s

Hreyfihvati sem verkar á boltann (I)

Högg er reiknað með formúlunni um högg-skriðþunga setninguna.

Högg (I) = breyting á skriðþunga (Δp)

I = m(vt _– v _o ) = (0,5)(8-(-12)) = (0,5)(8 + 12) = 0,5(20) = 10 Newton sekúndur

Rétta svarið er C.

2. Borðtennisbolti með massa upp á 5 grömm fellur frjálslega úr ákveðinni hæð (g = 10 ms ^-2 ). Þegar hann lendir á gólfinu er hraði boltans 6 ms ^-1 og strax eftir að hann lendir á gólfinu hoppar boltinn upp á við með hraðanum 4 ms ^-1 . Stærð höggsins sem verkar á boltann er...

A. 0,50 Ns

B. 0,25 Ns

C. 0,10 Ns

D. 0,05 Ns

A. 0,01 Ns

Umræða

Það er vitað að :

Kúlumassi (m) = 5 grömm = 0,005 kg

Hraði boltans rétt áður en hann lendir á gólfinu (v _o ) = -6 m/s

Hraði boltans strax eftir að hann lendir á gólfinu (vt ₎ = 4 m/s

Jákvæður og neikvæður hraði þýða að stefna hraða boltans eða hreyfingarstefna boltans fyrir áreksturinn er öfug hreyfingarstefnu boltans eftir áreksturinn.

Spurt : Hvöt (I)

Svar :

Högg-skriðþunga setningin segir að högg (I) sé jafnt breytingunni á skriðþunga (Δp).

I = Δp = mv _t – mv _o = m (v _t – v _o )

I = (0,005)(4 – (-6)) = (0,005)(4 + 6) = (0,005)(10) = 0,05 Newton-sekúndur

Rétta svarið er D.

3. 20 gramma kúla er kastað með hraðanum v ₁ = 4 ms ^-1 til vinstri. Eftir að hafa lent í veggnum skoppar kúlan með hraðanum v ₂ = 2 ms ^-1 til hægri. Höggkrafturinn sem myndast er….

A. 0,24 Ns

B. 0,12 Ns

C. 0,08 Ns

D. 0,06 Ns

E. 0,04 Ns

Umræða

Það er vitað að:

Kúlumassi (m) = 20 grömm = 0,020 kg

Hraði boltans fyrir áreksturinn (v _o ) = -4 m/s (til vinstri)

Hraði kúlunnar eftir áreksturinn (v _t ) = +2 m/s (til hægri)

V _o er gefið neikvætt formerki til að aðgreina stefnu sína frá v _t.

Spurt: Hvöt

Svar:

Högg (I) = breyting á skriðþunga (Δp) = mv _t – mv _o

Högg (I) = m (v _t – v _o ) = 0,02 (2 – (-4))

Púls (I) = 0,02 (2 + 4) = 0,02 (6)

Högg (I) = 0,12 Newton sekúndur.

Rétta svarið er B.

4. 100 gramma tennisbolti er látinn falla á gólfið úr 20 cm hæð án upphafshraða. Eftir að hafa lent á gólfinu skoppar boltinn með hraðanum 1 ms ^-1 og (g = 10 ms ^-2 ). Breytingin á skriðþunga sem boltinn upplifir er...

A. 0,1 Ns
B. 0,3 Ns
C. 0,5 Ns
D. 0,8 Ns
A. 0,9 Ns

Umræða
Það er vitað :
Kúlumassi (m) = 100 grömm = 0,1 kg
Hæð (h) = 20 cm = 0,2 metrar
Þyngdarhröðun (g) = 10 m/s²
Hraði boltans strax eftir að hann lendir á gólfinu (v)_t) = 1 m/s
Spurði breyting á skriðþunga boltans
Jawab :
Hraði boltans fyrir árekstur (v)_o)
Reiknið hraða kúlunnar fyrir árekstur með því að nota formúluna fyrir frjálst fall. Miðað við að hæð frjálss falls kúlunnar (h) = 0,2 metrar, þá er þyngdarhröðunin (g) = 10 m/s² og spurði um hraða boltans þegar hann lendir á gólfinu, þess vegna er formúlan notuð v² = 2 gh
v² = 2 (10)(0,2) = 4
v = √4 = -2 m/s
Því er gefið neikvætt formerki vegna þess að stefna hreyfist boltinn áður en hann lendir á gólfinu er öfug stefna hreyfist boltinn eftir áreksturinn á gólfinu.
Breyting á skriðþunga kúlunnar (Δp)
Δp = mv_t – mv_o = m (v_t - v_o)
Δp = (0,1)(1 – (-2)) = (0,1)(1 + 2) = (0,1)(3) = 0,3 Newton sekúndur
Rétta svarið er B.

Heimild spurningar:

Eðlisfræðispurningar fyrir framhaldsskóla/starfsmenntaskóla á landsvísu