1. Maður er í lyftu sem hreyfist upp á við með jöfnum hraða . Þyngd manneskjunnar er 800 N. Strax slitnar lyftutaugin og lyftan fellur. Ákvarðið normalkraftinn sem gólf lyftunnar verkar á manninn rétt áður en og eftir að lyftutaugin slitnaði.
A. 800 N og 0
B. 800 N og 800 N
Um það bil 1600 N og 0
D. 1600 N og 800 N
Þekkt:
Þyngd (w) = 800 Newton
Óskað eftir: Normalkrafturinn (N)
Lausn:
Áður en reipi lyftunnar slitnar
Þegar einstaklingur stendur á gólfinu í lyftunni verkar þyngd á hann þar sem stefnan er niður. Sá sem stendur kyrrstæður verður að vera til staðar eðlilegur kraftur þar sem stefna eðlilegs krafts er upp á við og stærð eðlilegs krafts er sú sama og stærð þyngdarinnar.
Þar sem viðkomandi er kyrrstæður í lyftunni og lyftan fer á jöfnum hraða (ekkert hröðun), þannig að það er enginn nettókraftur sem verkar á viðkomandi.
∑F = 0
N – w = 0
N = w
N = 800 Newton
Eftir að reipi lyftunnar slitnaði
Eftir að reipi lyftunnar slitnar falla lyftan og einstaklingurinn saman frjálslega , þar sem stærð og stefna hröðunarinnar eru þau sömu og þyngdarhröðunin. Enginn normalkraftur verkar á einstaklinginn.
Rétta svarið er A.
2. Klossi með massa upp á 20 grömm hreyfist með jöfnum hraða á ójöfnu láréttu gólfi ef ytri kraftur upp á 2 N verkar á kubbana. Ákvarðið stærð núningskraftsins sem kubbana verður fyrir.
A. 0.3 N
B. 1.4 N
C. 2.0 N
D. 3.6 N
Þekkt:
Massi (m) = 20 grömm
Kraftur (F) = 2 Newton
Óskað er eftir: Stærð núningskrafts sem blokkin verður fyrir.
Lausn:
Samkvæmt fyrsta lögmáli Newtons um hreyfingu, ef kubbur hreyfist með föstum hraða, þá hefur kubbur engin hröðun. Kubburinn hreyfist með föstum hraða og það er engin hröðun ef:
– Stærð núningskraftsins (F fric ) er sú sama og stærð ytri kraftsins (F )
– Núningskrafturinn (F fric ) hefur gagnstæða stefnu við ytri kraftinn (F )
Beittu fyrsta lögmáli Newtons um hreyfingu:
∑ F = 0
F – F núningur = 0
F = F núningur
F núningur = 2 Newton
Rétt svar er C.
3. Slétt hallandi plan með lengd 0.6 m og hæð 0.4 m. Klossi sem vegur 1350 N færist upp á við með því að nota hallandi planið. Ákvarðið stærð kraftsins sem þarf til að færa kubbana.
A. 100 N
B. 300 N
C. 600 N
D. 900 N
Þekkt:
Þyngd blokkar (w) = 1350 Newton
hækkun = 0.6 m
upp = 0.4 m
Óskað er eftir: Lágmarkskraftur
Lausn:
halli = víxl = 0.6 m
upp = bc = 0.4 m
Sin θ = bc / ac = 0.4 / 0.6 = 4/6 = 2/3
Samkvæmt fyrsta lögmáli Newtons um hreyfingu, þegar blokkin byrjar að hreyfast upp á við, þá er ytri krafturinn (F) að minnsta kosti sá sami og lárétti hluti þyngdarinnar (w x ).
∑ F = 0
F – w x = 0
F = breidd x
Ef F = wx , þá byrjar hluturinn að hreyfast upp á við með föstum hraða.
w x = w sin θ = (1350)(2/3) = (2)(450) = 900 Newton
Rétta svarið er D.
4. Þrír kraftar, F1 = 22 N, F2 = 18 N og F3 = 40 N, verka á kubb. Hvaða mynd lýsir fyrsta lögmáli Newtons.
Lausn:
Fyrsta lögmál Newtons: Heildarkraftur (ΣF) = 0.
A. F1 + F2 – F3 = 22 N + 18 N – 40 N = 40 N – 40 N = 0
B. F2 + F3 – F1 = 18 N + 40 N – 22 N = 58 N – 22 N = 36 N (til hægri)
C. F2 + F3 – F1 = 18 N + 40 N – 22 N = 58 N – 22 N = 36 N (til hægri)
D. F1 + F3 – F2 = 22 N + 40 N – 18 N = 62 N – 18 N = 44 N (til vinstri)
