Dæmi um spurningar um normalkraft

9 dæmi um spurningar um normalkraft

1. Klossi stendur kyrr á sléttu yfirborði. Massi kubbans (m) = 1 kg, þyngdarhröðun (g) = 10 m/s²Stærð og stefna normalkraftsins (N) er...
Umræða

Það er vitað :
Massi blokkar (m) = 1 kg
Þyngdarhröðun (g) = 10 m/s²
Þyngdarafl (w) = mg = (1 kg)(10 m/s²) = 10 kg m/s² = 10 Newton
Spurði stærð og stefna normalkrafts (N)
Jawab :
Stefna normalkraftsins (N) er sýnd eins og sýnt er hér að neðan.

Stærð normalkraftsins
Fyrsta lögmál Newtons segir að ef hlutur er kyrrstæður, þá er aflkrafturinn sem verkar á hlutinn 0. Það er niðurkraftur (w). Þar sem kubbur er kyrrstæður, hlýtur að vera uppkraftur sem jafnar þyngdina, þannig að aflkrafturinn er núll. Uppkrafturinn sem jafnar þyngdina er normalkrafturinn (N). Stærðfræðilega séð:
2. Báðir kubbar eru kyrrstæðir. Massi kubbur 1 (m₁) = 1 kg, massi blokkar 2 (m₂) = 2 kg, þyngdarhröðun (g) = 10 m/s²Stærð og stefna normalkraftsins sem verkar á blokk 1 (N₁) og blokk 2 (N₂) er…
Umræða
Það er vitað :
Massi blokkar 1 (m₁) = 1 kg
Massi blokkar 2 (m₂) = 2 kg
Þyngdarhröðun (g) = 10 m/s²
Þyngd blokkar 1 (w₁) = m₁ g = (1)(10 m/s²) = 10 kg m/s² = 10 Newton
Þyngd blokkar 2 (w₂) = m₂ g = (2)(10 m/s²) = 20 kg m/s² = 20 Newton
Spurði : N₁ og N₂
Jawab :
(a) Normalkrafturinn sem verkar á blokk 1 (N₁)
N₁ = v₁ = 10 Newton
Átt N₁ eins og á myndinni hér að ofan.
(b) Normalkrafturinn sem verkar á blokk 2 (N₂)
N₂ = v₁ + m₂ = 10 Newton + 20 Newton = 30 Newton
Átt N₂ eins og á myndinni hér að ofan.

3. Kubburinn er kyrrstæður. Massi kubbsins (m) = 2 kg, þyngdarhröðun (g) = 10 m/s², kraftur F = 10 Newton. Stærð og stefna normalkraftsins (N) sem verkar á kubbinn er…
Umræða
Það er vitað :
Massi blokkar (m) = 2 kg
Þyngdarhröðun (g) = 10 m/s²
Þyngdarafl (w) = mg = (2 kg)(10 m/s²) = 20 kg m/s² = 20 Newton
Kraftur (F) = 10 Newton
Spurði stærð og stefna normalkrafts (N)
Jawab :
Stefna normalkraftsins er eins og á myndinni að ofan.
Stærð normalkraftsins:
4. Kubburinn er kyrrstæður. Massi kubbsins (m) = 1 kg, þyngdarhröðun (g) = 10 m/s², kraftur F₁ = 10 Newton, F₂ = 20 Newton. Stærð og stefna normalkraftsins (N) sem verkar á kubbinn er…
Umræða
Það er vitað :
Massi blokkar (m) = 1 kg
Þyngdarhröðun (g) = 10 m/s²
Þyngdarafl (w) = mg = (1 kg)(10 m/s²) = 10 kg m/s² = 10 Newton
F₁ = 10 Newton
F₂ = 20 Newton
Spurði stærð og stefna normalkrafts (N)
Jawab :

Stefna normalkraftsins er eins og á myndinni að ofan.

5. Massi kubbsins (m) = 2 kg, þyngdarhröðun (g) = 10 m/s², horn = 60^oStærð og stefna normalkraftsins (N) sem verkar á kubbinn er…
Umræða
Myndatexti:
w = þyngdarafl, w_x = þyngdarþáttur samsíða yfirborði hallandi plansins, w_y = hluti þyngdarkraftsins hornrétt á hallandi plan, N = normalkraftur, f_k = hreyfikraftur núningskraftur.
Það er vitað :
Spurði stærð og stefna normalkrafts (N)
Jawab :
Hlutur er kyrrstæður, sem þýðir að hann hreyfist ekki í átt sem er hornrétt á yfirborð hallandi plans, þess vegna samkvæmt fyrsta lögmáli Newtons verður resultantkrafturinn í átt sem er hornrétt á yfirborð hallandi plans að vera jafn núlli.
Tveir kraftar verka hornrétt á hallandi fleti, þ.e. víddarkrafturinn (wy) og normalkrafturinn (normalkrafturinn). Niðurstaða þessara tveggja krafta er 0. Stærðfræðilega séð:
Þannig að stærð normalkraftsins er 10 Newton.

[Enska: Normalkraftur – vandamál og lausnir]

6. Skoðaðu myndina af kubbnum hér fyrir neðan! Ef massi kubbsins er 2 kg og þyngdarhröðunin er 10 m/s^-2 þá er normalkrafturinn sem blokkin verður fyrir….

A. 25 N
B. 30 N
C. 33 N
D. 43 N
A. 45 N
Umræða
Það er vitað að:
w = mg = (2 kg)(10 m/s²) = 20 kg m/s² = 20 Newton
F₁ = 10 N
F₂ = 5 N
Spurði:
Normalkraftur (N) sem blokkin verður fyrir?
Svar:

Afleiðandi krafturinn í lóðréttri átt er:
F₁ + w – F₂ = 10 N + 20 N – 5 N = 25 N
Ef niðurkrafturinn = 25 N þá er normalkrafturinn = 25 N þannig að hluturinn er kyrrstæður.
Rétta svarið er A.

7. Ef normalkrafturinn sem verkar á kubbinn er 20 N, þá eru stærð og stefna ytri kraftsins sem verkar á kubbinn...

A. 50 N og lægra
B. 30 N og hærra
C. 30 N og lægra
D. 20 N og hærra
A. 20 N og lægra
Umræða
Það er vitað að:
Þyngdarafl (w) = 40 N
Normalkraftur (N) = 20 N
Spurning: Hver er stærð og stefna ytri kraftsins þannig að normalkrafturinn sé = 20 N?
Svar:
Stærð normalkraftsins er = 20 N og stefna normalkraftsins er upp á við. Hluturinn er kyrrstæður, þess vegna hlýtur stefna niðuráviðs kraftsins sem vegur upp á móti normalkraftinum að vera jöfn 20 N.
Þyngdarafl er 40 N og stefnan er niður á við, þannig að þörf er á ytri krafti upp á 20 N sem beinist upp á við.
Rétta svarið er D.

8. Skoðaðu eftirfarandi mynd af kubb. Ef massi kubbsins er 3 kg og hröðun vegna þyngdarafls 10 ms^-2 hveiti eðlilegur kraftur það sem blokkin upplifir er ...

A. 27 N
B. 30 N
C. 33 N
D. 43 N
A. 45 N

Umræða
Það er vitað að:
w = mg = (3 kg)(10 m/s²) = 30 Newton (niður á við)
F₁ = 5 N (niður á við)
F₂ = 8 N (upp á við)
Spurning: Normalkraftur (N)?
Svar:

Gólfið verkar eðlilegt á bjálkann og er hornréttur á gólfflötinn. Auk eðlilegs krafts verka þrír kraftar á bjálkann, þ.e. F₁, F₂ og w. Stærð normalkraftsins er jöfn niðurstöðu þessara þriggja krafta, þannig að afleiðingarkraftur í lóðréttri átt er jafnt núlli, hluturinn er kyrrstæður og Fyrsta lögmál Newtons uppfyllt.
Kraftar í sömu átt eru lagðir saman og þeir sem eru í gagnstæðum áttum eru dregnir frá.
w + F1 – F2 = 30 + 5 – 8 = 35 – 8 = 27 N
Niðurstaða þessara þriggja krafta er 27 N. Stærð normalkraftsins = 27 Newton.
Rétta svarið er A.

9. Ef normalkrafturinn sem verkar á kubbinn er 20 N, þá eru stærð og stefna ytri kraftsins sem verkar á kubbinn...

A. 50 N og lægra
B. 30 N og hærra
C. 30 N og lægra
D. 20 N og hærra
A. 20 N og lægra

Umræða
Það er vitað að:
w = 50 N
N = 20 N
Spurning: Hversu mikill er ytri krafturinn (F) sem verkar á kubbinn?
Svar:
Þannig að normalkrafturinn (N) = 20 N, þá hlýtur að vera til staðar ytri kraftur (F) = 30 N og í gagnstæða átt við þyngdarafl (w) = 50 N.
Stærð ytri kraftsins (F) = 30 N, stefna ytri kraftsins er upp á við.
Rétta svarið er B.