4 esempi di domande sulla forza centripeta
1. Un oggetto con una massa di 200 grammi è legato a una corda leggera e poi ruotato orizzontalmente con velocità angolare rimane a 5 rad/s-1, come nell'immagine seguente. Se la lunghezza della corda è l = 60 cm, allora l'intensità della forza centripeta che agisce sull'oggetto è...
A. 0,3 N
B. 0,6 N
C. 3 N
D. 6 N
E. 30 N
Discussione
È noto che:
Massa dell'oggetto (m) = 200 grammi = 200/1000 kg = 2/10 kg = 0,2 kg
Velocità angolare (ω) = 5 radianti/secondo
Lunghezza della corda = raggio (r) della traiettoria circolare = 60 cm = 60/100 metri = 0,6 metri
Chiesto: L'intensità della forza centripeta che agisce su un oggetto è...
Risposta :
La forza centripeta è la forza risultante che provoca l'accelerazione centripeta di un oggetto. La formula per la forza centripeta è:
ΣF = mas
ΣF = mv2/r = m ω2 r
Informazione : ΣF = forza centripeta, m = massa dell'oggetto, v = velocità tangenziale, ω = velocità angolare, r = raggio della traiettoria circolare.
ΣF = m ω2 r = (0,2)(5)2 (0,6) = (0,2)(25)(0,6) = 3 Newton
La risposta corretta è C.
2. Uno studente fa ruotare una pietra legata all'estremità di una corda. La pietra ruota orizzontalmente come mostrato sopra. Se la velocità di rotazione della pietra raddoppia, la forza centripeta diventa...
A. 6 volte originale
B. 5 volte l'originale
C. 4 volte l'originale
D. 2 volte ancora
E. 2 volte originale
Discussione
È noto che:
Massa della pietra = m
Velocità della pietra = v
Lunghezza della corda = raggio = r
Chiesto: Se la velocità raddoppia, la forza centripeta diventa…
Risposta :
Se la velocità raddoppia, la forza centripeta diventa:
La forza centripeta diventa quattro volte quella originale.
La risposta corretta è C.
3. Una curva su una strada pianeggiante è progettata per consentire a un'auto di viaggiare a una velocità massima di 10 m/s.-1È noto che il coefficiente di attrito tra il pneumatico e la strada è 0,5 e il raggio di curvatura della strada è R m. Quindi il valore di R è... (g = 10 ms-2)
A. 7,5 metri
B. 8,0 metri
Circa 10 metri
D. 15 metri
E. 20 metri
Discussione
È noto che:
Velocità (v) = 10 m/s
Il coefficiente di attrito tra il pneumatico e la strada (μs) = 0,5
Accelerazione di gravità (g) = 10 m/s2
Chiesto: Raggio di curvatura della strada (R metri)
Risposta :
L'unica forza risultante in direzione orizzontale che agisce sull'auto quando l'auto gira è forza di attrito staticoFormula della forza di attrito statico:
4. L'auto sta percorrendo una curva nella posizione M, come mostrato nell'immagine sottostante.
Il coefficiente di attrito statico tra la ruota e la strada è 0,4 (accelerazione gravitazionale 10 ms-2). Per evitare che la vettura esca di pista, la velocità massima consentita è…
A. √10 ms-1
B. 2√10 ms-1
C. 4√10 ms-1
D. 5√10 ms-1
E. 6√10 ms-1
Discussione
È noto che:
Coefficiente di attrito statico (μs) = 0,4
Accelerazione di gravità (g) = 10 m/s2
Raggio di curvatura (R) = 40 metri
Chiesto: velocità massima (v)
Risposta :
Formula seconda legge di Newton Pada moto circolare uniforme
Informazione :
ΣF = forza centripeta = forza risultante = forza totale, m = massa dell'oggetto, as = accelerazione centripeta, v = velocità lineare, R = raggio di curvatura
Forza centripeta
La forza centripeta è la forza risultante diretta verso il centro di una traiettoria circolare. Quando un'auto si muove in cerchio, l'unica forza diretta verso il centro è l'attrito statico, quindi l'attrito statico è una forza centripeta.
Formula della forza di attrito statico:
Informazione :
μs = coefficiente di attrito statico, w = peso dell'oggetto, m = massa dell'oggetto, g = accelerazione di gravità.
Calcola la velocità massima (v):
La risposta corretta è C.
Fonte della domanda:
Domande di fisica per l'esame nazionale di fisica per la scuola superiore/istituto professionale.
