Esempio di domande sulla dinamica delle particelle

14 esempi di domande sulla dinamica delle particelle

1. Un blocco A di massa 5 kg è posizionato su una superficie piana e liscia, un blocco B di massa 3 kg è appeso con una corda e collegato al blocco A tramite una puleggia. Se g = 10 m/s², ^determinare l'accelerazione del blocco!

A. 3,50 m/s²

B. 3,75 m/ ^s²

C. 4,00 m/ ^s²

D. 5,00 m/s ²

E. 5,25 m/ ^s²

Discussione

È noto che:

Superficie liscia e piana.

Massa del blocco A (m _A ) = 5 kg

Massa del blocco B (m _B ) = 3 kg

Accelerazione di gravità (g) = 10 m/ ^s²

Peso del blocco B (w _B ) = m _B g = (3)(10) = 30 Newton

Domanda: Accelerazione del blocco (a)

Risposta :

La superficie piana è liscia, quindi non vi è alcuna forza d'attrito che impedisca il movimento del blocco A. La forza che muove il sistema di blocchi è il peso del blocco B.

ΣF = ma

w _B = (m _A + m _B ) a

30 = (5 + 3) a

30 = 8 a

a = 30 / 8

a = 3,75 m/ ^s²

La risposta corretta è B.

2. In base all'immagine, si evince che:

(1) accelerazione nulla dell'oggetto

(2) oggetti che si muovono in linea retta a velocità costante

(3) oggetti in stato di quiete

(4) un oggetto si muoverà se il peso dell'oggetto è inferiore alla forza di trazione

L'affermazione corretta è...

A. (1) e (2) soltanto

B. (1) e (3) soltanto

C. (1) e (4)

D. (1), (2) e (3) soltanto

E. (1), (2), (3) e (4)

Discussione

(1) accelerazione nulla dell'oggetto

L'accelerazione di un oggetto è zero se la forza risultante è uguale a zero. Forza risultante:

ΣF = ma accelerazione (a) = 0

∑ F = 0

F ₁ + F ₂ – F ₃ = 12 + 24 – 36 = 36 – 36 = 0 N

(2) oggetti che si muovono in linea retta a velocità costante

L'accelerazione nulla di un oggetto può significare che l'oggetto è fermo oppure che l'oggetto si muove in linea retta a velocità costante (l'oggetto si muove a velocità costante).

(3) oggetti in stato di quiete

Una forza risultante pari a zero potrebbe significare che l'oggetto è in quiete.

(4) un oggetto si muoverà se il peso dell'oggetto è inferiore alla forza di trazione

Il peso di un oggetto agisce verticalmente, mentre la forza di trazione agisce orizzontalmente. Poiché l'oggetto si muove orizzontalmente, su di esso agiscono solo forze orizzontali.

La risposta corretta è D.

3. Guarda l'immagine a lato!

Se il coefficiente di attrito cinetico tra il blocco A e il tavolo è 0,1 e l'accelerazione di gravità è 10 m/s^-2 quindi la forza che deve essere applicata ad A affinché il sistema si muova verso sinistra con accelerazionen 2 ms^-2 È ….

A. 70 N

B. 90 N

C. 150 N

D. 250 N

E. 330 N

Discussione

È noto che:

Massa del blocco A (m _A ) = 30 kg

Peso del blocco A (w _A ) = (30 kg)(10 m/s ² ) = 300 kg m/s ² o 300 Newton

Massa del blocco B (m _B ) = 20 kg

Peso del blocco B (w _B ) = (20 kg)(10 m/s ² ) = 200 kg m/s2 o 200 Newton

Accelerazione di gravità (g) = 10 m/ ^s²

Coefficiente di attrito cinetico () = 0,1

Accelerazione del sistema (a) = 2 m/s² ⁽ direzione dell'accelerazione verso sinistra)

Forza di attrito cinetico (f_k) = N = w_A = (0,1)(300) = 30 Newton

Domanda: Qual è l'intensità della forza F?

Risposta :

Seconda legge di Newton:

Σ F = ma

Il sistema si sposta a sinistra

F – f _k – w _B = (m _A + m _B ) a

F – 30 – 200 = (30 + 20)(2)

F – 230 = (50)(2)

F – 230 = 100

F = 230 + 100

F = 330 Newton

La risposta corretta è E.

4. Due oggetti A e B, rispettivamente con masse di 2 kg e 6 kg, sono legati con una corda tramite una puleggia liscia come mostrato in figura. Prima viene trattenuto l'oggetto B e poi rilasciato. Se g = 10 ms⁻² ^allora l'accelerazione dell'oggetto B è...

A. 8,0 ms^-2

B. 7,5 ms ^-2

C. 6,0 ms ^-2

D. 5,0 ms ^-2

E. 4,0 ms ^-2

Discussione

È noto che:

m _A = 2 kg, m _B = 6 kg, g = 10 m/s ²

w _A = (m _A )(g) = (2)(10) = 20 N

w _B = (m _B )(g) = (6)(10) = 60 N

Domanda: accelerazione dell'oggetto B o accelerazione del sistema?

Risposta :

w _B > w _A , quindi l'oggetto B si muove verso il basso, l'oggetto A si muove verso l'alto (il sistema si muove in senso orario).

Σ F = ma

w _B – w _A = (m _A + m _B ) a

60 – 20 = (2 + 6) a

40 = (8) a

a = 5 m/ ^s²

La risposta corretta è D.

5. Un oggetto con massa è collegato tramite una fune che passa attraverso una puleggia liscia come mostrato in figura. Se m ₁ = 1 kg, m ₂ = 2 kg e g = 10 ms ^-2 , allora la tensione T è ….

A. 10,2 N

B. 13,3 N

C. 15,5 N

D. 18,3 N

E. 20,0 N

Discussione

È noto che:

m ₁ = 1 kg, m ₂ = 2 kg, g = 10 m/s ²

w ₁ = m ₁ g = (1 kg)(10 m/s ² ) = 10 kg m/s ² o 10 Newton

w ₂ = m ₂ g = (2 kg)(10 m/s ² ) = 20 kg m/s ² o 20 Newton

Domanda: Qual è la forza di tensione della fune (T)?

Risposta :

Accelerazione del sistema

w ₂ > w _1, quindi il sistema si muove in senso orario (m ₂ si muove verso il basso, m ₁ si muove verso l'alto).

Seconda legge di Newton:

Σ F = ma

w ₂ – w ₁ = (m ₁ + m ₂ ) a

20 – 10 = (1 + 2 ) a

10 = (3) a

a = 3,3 m/ ^s²

L'accelerazione del sistema è di 3,3 m/ ^s².

Tensione della corda?

m ₂ si muove verso il basso

w ₂ – T ₂ = m ₂ a

20 – T ₂ = (2)(3,33)

20 – T ₂ = 6,66

T ₂ = 20 – 6,66

T ₂ = 13,3 Newton

m ₁ si muove verso l'alto

T ₁ – w ₁ = m ₁ a

T ₁ – 10 = (1)(3,3)

T ₁ – 10 = 3,33

T ₁ = 10 + 3,33

T ₁ = 13,3 Newton

Tensione della corda (T) = 13,3 Newton.

La risposta corretta è B.

6. Guarda l'immagine a lato! Le masse dei blocchi sono m ₁ = 6 kg e m ₂ = 4 kg, e la massa della puleggia è trascurabile. Se la superficie del piano è liscia e g = 10 m s ⁻² , allora l'accelerazione del sistema è….

A. 0,5 ms^-2

B. 2,0 ms ⁻²

C. 2,5 ms ⁻²

D. 4,0 ms ⁻²

E. 5,0 ms ⁻²

Discussione

È noto che:

m ₁ = 6 kg, m ₂ = 4 kg, g = 10 m/s ²

w ₁ = m ₁ g = (6 kg)(10 m/s ² ) = 60 kg m/s ² o 60 Newton

w ₂ = m ₂ g = (4 kg)(10 m/s ² ) = 40 kg m/s ² o 40 Newton

Domanda: accelerazione del sistema (a)?

Risposta :

m ₁ si trova su una superficie piana liscia e priva di attrito, in modo che il sistema sia azionato dalla forza gravitazionale del blocco 2.

Applica la seconda legge di Newton:

∑ F = ma

w ₂ = (m ₁ + m ₂ ) a

40 N = (6 kg + 4 kg) a

40 N = (10 kg) a

a = 40 N/10 kg

a = 4 m/ ^s²

La risposta corretta è D.

7. Due blocchi, ciascuno con una massa di 2 kg, sono collegati da una fune e una puleggia come mostrato in figura. La superficie e la puleggia sono lisce. Se il blocco B viene tirato con una forza orizzontale di 40 N, l'accelerazione del blocco è… (g = 10 m/ ^s² )

A. 5 m/s²

B. 7,5 m/ ^s²

C. 10 m/ ^s²

D. 12,5 m/s ²

E. 15 m/ ^s²

Discussione:

È noto che:

m _A = m _B = 2 kg, g = 10 m/s ² , F = 40 N

w _A = mg = (2)(10) = 20 N

Domanda: accelerazione del blocco (a)?

Risposta :

La superficie del blocco è liscia, pertanto le forze che influenzano il movimento del blocco sono solo la forza F e il peso del blocco A.

Applica la seconda legge di Newton:

∑ F = ma

F – w _A = (m _A + m _B ) a

40 – 20 = (2 + 2) a

20 = (4) a

a = 20 / 4

a = 5 m/ ^s²

La risposta corretta è A.

8. Dalla figura seguente, il blocco A ha una massa di 2 kg e il blocco B = 1 kg. Il blocco B è inizialmente fermo e poi si muove verso il basso fino a toccare il pavimento. Se g = 10 ms ^-2 , il valore della tensione nella corda T è...

A. 20,0 Newton

B. 10,0 Newton

C. 6,7 Newton

D. 3,3 Newton

E. 1,7 Newton

Discussione

È noto che :

Massa del blocco A (m _A ) = 2 kg

Massa del blocco B (m _B ) = 1 kg

Accelerazione di gravità (g) = 10 m/ ^s²

Peso del blocco B (w _B ) = m _B g = (1)(10) = 10 Newton

Domanda : Il valore della tensione della fune (T)

Risposta :

Nella domanda non sono presenti informazioni sull'attrito, quindi ignoriamolo.

Accelerazione del sistema (a)

Innanzitutto, calcoliamo l'accelerazione del sistema utilizzando la seconda legge di Newton. Il blocco B è sospeso in modo che la forza di gravità del blocco B lo spinga verso il basso. I blocchi B e A sono collegati da una fune in modo che il blocco B tiri il blocco A finché entrambi non si muovono insieme. La differenza è che il blocco B si muove verso il basso e il blocco A si muove verso destra. C'è solo una forza parallela al movimento di entrambi i blocchi, ovvero la forza di gravità del blocco B (wB). La forza di gravità del blocco A è perpendicolare alla direzione del movimento del blocco A, quindi non viene presa in considerazione nella risoluzione del problema. La forza di tensione della fune ha la stessa intensità lungo la fune e direzioni opposte, quindi si annullano a vicenda.

∑ F = ma

w _B = (m _A + m _B ) a

10 = (2 + 1) a

10 = 3 a

a = 10/3

Tensione della fune (T)

La tensione nella fune viene calcolata considerando ciascun blocco separatamente.

La tensione nella fune sul blocco A

∑ F = ma

T = m _A a = (2)(10/3) = 20/3 = 6,7 Newton

La tensione nella fune sul blocco B

∑ F = ma

w _B – T = m _B a

10 – T = (1)(10/3)

10 – T = 3,3

T = 10 – 3,3 = 6,7 Newton

Tensione della fune (T) = 6,7 Newton

La risposta corretta è C.

9. Dall'immagine seguente, il blocco A ha una massa di 2 kg e il blocco B = 1 kg. Se la forza di attrito tra l'oggetto A e il piano è di 2,5 Newton, mentre la forza di attrito tra la fune e la puleggia viene trascurata, allora l'accelerazione dei due oggetti è...

A. 20,0 ms^-2

B. 10,0 ms ^-2

C. 6,7 ms ^-2

D. 3,3 ms ^-2

E. 2,5 ms ^-2

Discussione

È noto che :

Massa del blocco A (m _A ) = 2 kg

Massa del blocco B (m _B ) = 1 kg

La forza di attrito tra il blocco A e una superficie piana (f _{ges A} ) = 2,5 Newton

Accelerazione di gravità (g) = 10 m/ ^s²

Peso del blocco B (w _B ) = m _B g = (1)(10) = 10 Newton

Domanda : Accelerazione di entrambi gli oggetti (a)

Risposta :

L'accelerazione di entrambi gli oggetti viene calcolata utilizzando la formula della seconda legge di Newton.

∑ F = ma

w _B – f _ges = (m _A + m _B ) a

10 – 2,5 = (2 + 1) a

7,5 = 3 a

a = 7,5 / 3 = 2,5 m/ ^s²

La risposta corretta è E.

10. Osserva l'immagine! Il blocco A, con una massa di 30 kg, poggia su un pavimento liscio ed è collegato al blocco B, con una massa di 10 kg, tramite una puleggia. Il blocco B viene inizialmente trattenuto e poi rilasciato, in modo che si muova verso il basso. L'accelerazione del sistema è... (g = 10 ^ms⁻² )

A. 2,5 ms^-2

B. 10 ms ^-2

C. 12 ms ^-2

D. 15 ms ^-2

E. 18 ms ^-2

Discussione

È noto che :

Massa del blocco A (m _A ) = 30 kg

Massa del blocco B (m _B ) = 10 kg

Accelerazione di gravità (g) = 10 m/ ^s²

Peso del blocco B (w _B ) = m _B g = (10)(10) = 100 Newton

Domanda : Accelerazione del sistema (a)

Risposta :

∑ F = ma

w _B = (m _A + m _B ) a

100 = (30 + 10) a

100 = 40 a

a = 100 / 40

a = 2,5 m/ ^s²

La risposta corretta è A.

11. I blocchi A e B, ciascuno con una massa di 8 kg e 12 kg, sono posizionati su un tavolo come mostrato in figura. Il coefficiente di attrito tra il blocco A e il tavolo è 0,3. Il blocco C, con una massa di 4 kg, viene quindi impilato sopra il blocco A. Quale delle seguenti affermazioni è corretta?

A. La tensione nella fune è maggiore di prima, l'accelerazione è minore di prima

B. La tensione nella fune e l'accelerazione del sistema non cambiano.

C. La tensione nella fune è minore di prima, l'accelerazione è maggiore di prima.

D. La tensione nella fune è maggiore di prima, l'accelerazione rimane costante.

E. La tensione nella fune rimane costante mentre l'accelerazione è inferiore a prima.

Discussione

È noto che:

Massa del blocco A (m _A ) = 8 kg

Massa del blocco B (m _B ) = 12 kg

Massa del blocco C (m _C ) = 4 kg

Il coefficiente di attrito tra il blocco A e il tavolo ( μ _k ) = 0,3

Accelerazione di gravità (g) = 10 m/ ^s²

Peso del blocco A (w _A ) = m _A g = (8 kg)(10 m/s ² ) = 80 kg m/s ²

Peso del blocco B (w _B ) = m _B g = (12 kg)(10 m/s ² ) = 120 kg m/s ²

La forza di attrito tra il blocco A e il tavolo (f _k ) = μ _k N _A = μ _k w _A = (0,3)(80) = 24 N

Risposta :

Accelerazione del sistema:

Σ F = ma

w _B – f _k = (m _A + m _B ) a

120 – 24 = ( 8 + 12 ) a

96 = ( 20 ) a

a = 96 / 20

a = 4,8 m/ ^s²

Tensione della corda:

Consideriamo uno degli oggetti, ad esempio B.

Σ F = ma

w _B – T = (m _B ) a

120 – T = ( 12 ) 4,8

120 – T = 57,6

T = 120 – 57,6

T = 62,4 Newton

Il blocco C, con una massa di 4 kg, viene quindi impilato sopra il blocco A.

Accelerazione del sistema:

Σ F = ma

w _B – f _k = (m _A + m _B + m _C ) a

120 – 24 = ( 8 + 12 + 4 ) a

96 = ( 24 ) a

a = 96 / 24

a = 4 m/ ^s²

Tensione della corda:

Consideriamo uno degli oggetti, ad esempio B.

Σ F = ma

w _B – T = (m _B ) a

120 – T = ( 12 ) 4

120 – T = 48

T = 120 – 48

T = 72 Newton

La risposta corretta è A.

12. Dalla figura seguente, il blocco A ha una massa di 2 kg e il blocco B = 1 kg. Il blocco B è inizialmente fermo e poi si muove verso il basso fino a toccare il pavimento. Se g = 10 ms⁻² ^, il valore della tensione nella corda T è...

A. 20,0 Newton
B. 10,0 Newton
C. 6,7 Newton
D. 3,3 Newton
E. 1,7 Newton

Discussione
È conosciuto :
Massa del blocco A (m_A) = 2 kg
Massa del blocco B (m_B) = 1 kg
Accelerazione di gravità (g) = 10 m/s²
Peso del blocco B (w_B) = m_B g = (1)(10) = 10 Newton
Chiesto Valore di tensione della fune (T)
Jawab :

Nella domanda non sono presenti informazioni sull'attrito, quindi ignoriamolo.

Accelerazione del sistema (a)
Primo conteggio percepatan sicurezza utilizzando la formula seconda legge di NewtonIl blocco B è appeso in modo che la forza di gravità del blocco B lo spinga verso il basso. Il blocco B e il blocco A sono collegati da una corda in modo che il blocco B tiri il blocco A finché entrambi non si muovono insieme. La differenza è che il blocco B si muove verso il basso e il blocco A si muove verso destra. C'è solo una forza parallela al movimento di entrambi i blocchi, ovvero la forza di gravità del blocco B (wB). Gravità Il blocco A è perpendicolare alla direzione del movimento del blocco A, quindi non viene preso in considerazione nella risoluzione del problema. Le forze di tensione nella fune hanno la stessa intensità lungo la sua lunghezza e in direzioni opposte, quindi si annullano a vicenda.
∑F = ma
w_B = (m_A +m_B) per
10 = (2 + 1) a
10 = 3 a
a = 10/3

Tensione della fune (T)
La tensione nella fune viene calcolata considerando ciascun blocco separatamente.
La tensione nella fune sul blocco A
∑F = ma
T = m_A a = (2)(10/3) = 20/3 = 6,7 Newton
La tensione nella fune sul blocco B
∑F = ma
w_B – T = m_B a
10 – T = (1)(10/3)
10 – T = 3,3
T = 10 – 3,3 = 6,7 Newton
Tensione della fune (T) = 6,7 Newton
La risposta corretta è C.

13. Dalla seguente immagine, il blocco A ha una massa di 2 kg e il blocco B = 1 kg. Quando forza di attrito tra l'oggetto A e il piano da 2,5 Newton, trascurando la forza di attrito della fune e della puleggia, l'accelerazione dei due oggetti è...

A. 20,0 ms^-2
B. 10,0 ms^-2
C. 6,7 ms^-2
D. 3,3 ms^-2
E. 2,5 ms^-2

Discussione
È conosciuto :
Massa del blocco A (m_A) = 2 kg
Massa del blocco B (m_B) = 1 kg
La forza di attrito tra il blocco A e la superficie piana (f_{ges A}) = 2,5 Newton
Accelerazione di gravità (g) = 10 m/s²
Peso del blocco B (w_B) = m_B g = (1)(10) = 10 Newton
Chiesto : Accelerazione di entrambi gli oggetti (a)
Jawab :
L'accelerazione di entrambi gli oggetti viene calcolata utilizzando la formula della seconda legge di Newton.
∑F = ma
w_B - f_ges = (m_A +m_B) per
10 – 2,5 = (2 + 1) a
7,5 = 3 a
a = 7,5 / 3 = 2,5 m/s²
La risposta corretta è E.

14 Guarda l'immagine! Il blocco A con una massa di 30 kg appoggiato su un pavimento liscio è collegato al blocco B con una massa di 10 kg tramite una puleggia. Il blocco B è inizialmente tenuto e poi rilasciato in modo che si muova verso il basso. L'accelerazione del sistema è... (g = 10 m/s²)^-2)
A. 2,5 ms^-2
B. 10 ms^-2
C. 12 ms^-2
D. 15 ms^-2
E. 18 ms^-2
Discussione
È conosciuto :
Massa del blocco A (m_A) = 30 kg
Massa del blocco B (m_B) = 10 kg
Accelerazione di gravità (g) = 10 m/s²
Peso del blocco B (w_B) = m_B g = (10)(10) = 100 Newton
Chiesto : Accelerazione del sistema (a)
Jawab :
∑F = ma
w_B = (m_A +m_B) per
100 = (30 + 10) a
100 = 40 a
a = 100 / 40
a = 2,5 m/s²
La risposta corretta è A.

Fonte della domanda:

Domande di fisica per l'esame nazionale di fisica per la scuola superiore/istituto professionale.