10 Esempi di domande sulla coppia
1. La massa dell'asta AB può essere trascurata. Se FR è la risultante delle tre forze F1, F2 e F3, quindi l'entità della forza F2 e la distanza x è …
A. 50 N verso il basso e 0,5 m a sinistra di A
B. 50 N verso l'alto e 0,5 m a destra di A
C. 50 N verso l'alto e 0,75 m a sinistra di A
D. 50 N verso il basso e 0,75 m a destra di A
E. 50 N verso l'alto e 0,2 m a destra di A
Discussione
È noto che:
Forza risultante (FR) = 40 N
F1 = 10 N
F3 = 20 N
Chiesto: L'entità della forza F2 e distanza x
Risposta :
Calcola l'intensità della forza F2 :
Gaya La forza diretta verso l'alto è positiva, la forza diretta verso il basso è negativa.
ΣF = 0 (l'asta è ferma e non si muove)
- FR + F1 + F2 - F3 = 0
– 40 + 10 + F2 - 20 = 0
– 30 + F2 - 20 = 0
– 50 + F2 = 0
F2 = 50 Newton, è positivo perché la direzione della forza è verso l'alto.
Calcola la distanza x:
Seleziona il punto A come asse di rotazione.
τ1 =F1 l1 = (10 N)(1 m) = 10 Nm
La coppia 1 è positiva perché provoca la rotazione dell'asta AB in senso antiorario.
τ2 =F2 x = (50)(x) = 50x Nm
La coppia 1 è positiva perché provoca la rotazione dell'asta AB in senso antiorario.
τ3 =F3 x = (20 N)(1,75 m) = -35 Nm
La coppia 1 è negativa perché provoca la rotazione dell'asta AB nella stessa direzione della rotazione in senso orario.
Coppia risultante:
Στ = 0 (l'asta è ferma e non ruota)
10 + 50x – 35 = 0
50x - 25 = 0
50x = 25
x = 25/50
x = 0,5 metri
La risposta corretta è B.
2. Stile F1, F2, F3e F4 funziona sull'asta ABCD come mostrato nell'immagine! Se si ignora la massa dell'asta, allora il valore di momento di stile verso il punto A è…
A. 15 Nm
B. 18 Nm
C. 35 Nm
D. 53 Nm
E. 68 Nm
Discussione
L'asse di rotazione è il punto A.
È noto che:
Stile F1 = 10 N, braccio della forza l1 = 0
Stile F2 = 4 N, braccio della forza l2 = 2 metri
Stile F3 = 5 N, braccio della forza l3 = 3 metri
Stile F4 = 10 N, braccio della forza l4 = 6 metri
Chiesto: Momento di forza rispetto al punto A
Risposta :
Momento della forza 1 (τ1) = f1 l1 = (10)(0) =
Momento della forza 2 (τ2) = f2 l2 = (4)(2) = -8 Nm
Momento della forza 3 (τ3) = f3 l3 = (5)(3) = 15 Nm
Momento della forza 4 (τ4) = f4 l4 = (10)(6) = -60 Nm
Il momento della forza è positivo se la forza provoca la rotazione dell'asta in senso antiorario.
Il momento della forza è negativo se la forza provoca la rotazione dell'asta in senso orario.
Momento risultante della forza:
τ = 0 – 8 Nm + 15 Nm – 60 Nm
τ = -68 Nm + 15 Nm
τ = -53 Nm
Un segno negativo significa che l'asta ruota in senso orario.
La risposta corretta è D.
3. Un'asta la cui massa è trascurabile è soggetta a tre forze FA =FC = 10 N e FB = 20 N come mostrato in figura. Se la distanza AB = BC = 20 cm, allora il modulo del momento della forza rispetto al punto C è…
A. 0 Nm
B. 1 Nm
C. 4 Nm
D. 6 Nm
E. 8 Nm
Discussione
È conosciuto :
Asse Rotasi situato nel punto C.
La distanza tra FA e l'asse di rotazione (rAC) = 40 cm = 0,4 metri
La distanza tra FB e l'asse di rotazione (rBC) = 20 cm = 0,2 metri
La distanza tra FC e l'asse di rotazione (rCC) = 0 cm
FA = 10 Newton
FB = 20 Newton
FC = 10 Newton
Chiesto : Momento risultante della forza se l'asta viene ruotata sull'asse in C
Jawab :
Calcola il momento di forza prodotto da ciascuna forza.
Momento della forza A
InA = (fA)(RAC peccato 90o) = (10 N)(0,4 m)(1) = -4 Nm
Il momento della forza A è negativo perché la direzione di rotazione dell'asta causata dal momento della forza A è oraria.
Momento della forza B
InB = (fB)(RBC peccato 90o) = (20 N)(0,2 m)(1) = 4 Nm
Il momento della forza B è positivo perché la direzione di rotazione dell'asta causata dal momento della forza B è antioraria.
Momento della forza C
InC = (fC)(RCC peccato 90o) = (10 N)(0)(1) = 0
Il momento della forza C è contrassegnato con un valore di 0 a causa della forza FC coincide con l'asse di rotazione
Momento risultante della forza
Στ = Στ1 + Στ2 + Στ3
Στ = -4 + 4 + 0
Στ = 0 Nm
La risposta corretta è A.
4. Un'asta lunga 50 cm è soggetta a tre forze di uguale intensità, come mostrato nella figura seguente. Se l'asta viene ruotata attorno al punto di rotazione in C, l'intensità del momento totale della forza è...
A. 1 Nm
B. 3 Nm
C. 4 Nm
D. 5 Nm
E. 6 Nm
Discussione
È conosciuto :
L'asse di rotazione si trova nel punto C.
La distanza tra F1 e l'asse di rotazione (r1) = 30 cm = 0,3 metri
La distanza tra F2 e l'asse di rotazione (r2) = 10 cm = 0,1 metri
La distanza tra F3 e l'asse di rotazione (r3) = 20 cm = 0,2 metri
F1 = 10 Newton
F2 = 10 Newton
F3 = 10 Newton
Chiesto : Momento risultante della forza se l'asta viene ruotata sull'asse in C
Jawab :
Calcola il momento di forza prodotto da ciascuna forza.
Momento della forza 1
In1 = (f1)(R1 peccato 90o) = (10 N)(0,3 m)(1) = -3 Nm
Il momento della forza 1 è negativo perché la direzione di rotazione dell'asta causata dal momento della forza 1 è nella stessa direzione della rotazione delle lancette dell'orologio.
Momento della forza 2
In2 = (f2)(R2 peccato 90o) = (10 N)(0,1 m)(1) = 1 Nm
Il momento della forza 2 è positivo perché la direzione di rotazione dell'asta causata dal momento della forza 2 è antioraria.
Momento della forza 3
In3 = (f3)(R3 peccato 30o) = (10 N)(0,2 m)(0,5) = -1 Nm
Il momento della forza 3 è negativo perché la direzione di rotazione dell'asta causata dal momento della forza 3 è nella stessa direzione della rotazione delle lancette dell'orologio.
Momento risultante della forza
Στ = Στ1 + Στ2 + Στ3
Στ = -3 + 1 – 1
Στ = -3 Nm
L'intensità del momento risultante della forza è di 3 Newton metri. Un segno negativo per il momento risultante della forza significa che la direzione di rotazione dell'asta causata dal momento risultante della forza è la stessa della direzione di rotazione della lancetta dell'orologio.
La risposta corretta è B.
5. Tre forze F1, F2e F3 agisce sull'asta come mostrato nella figura seguente. Se la massa dell'asta viene ignorata e la lunghezza dell'asta è di 4 metri, allora il valore del momento della forza rispetto all'asse di rotazione nel punto C è... (sin 53o = 0,8, cos 53o = 0,6, AB = BC = CD = DE = 1 metro)
A. 12 Nm
B. 8 Nm
C. 6 Nm
D. 2 Nm
E. Zero
Discussione
È noto che:
L'asse di rotazione si trova nel punto C.
Stile 1 (F1) = 5 Newton
Distanza tra i punti di lavoro F1 con l'asse di rotazione (r1) = 2 metri
Stile 2 (F2) = 0,4 Newton
Distanza tra i punti di lavoro F2 con l'asse di rotazione (r2) = 1 metri
Stile 3 (F3) = 4,8 Newton
Distanza tra i punti di lavoro F3 con l'asse di rotazione (r3) = 2 metri
Chiesto: Il valore del momento della forza rispetto all'asse di rotazione nel punto C
Risposta :
Momento di forza 1:
τ1 =F1 r sin 53o = (5 N)(2 m)(0,8) = (10)(0,8) N = 8 N
Il momento della forza 1 fa ruotare l'asta in senso antiorario, quindi il momento della forza 1 ha segno positivo.
Momento di forza 2:
τ2 =F2 r sin 90o = (0,4 N)(1 m)(1) = -0,4 N
Il momento della forza 2 fa sì che l'asta ruoti nella direzione della rotazione oraria, quindi il momento della forza 2 ha segno negativo.
Momento di forza 3:
τ3 =F3 r sin 90o = (4,8 N)(2 m)(1) = -9,6 N
Il momento della forza 3 fa sì che l'asta ruoti nella direzione della rotazione oraria, quindi il momento della forza 3 ha segno negativo.
Momento risultante della forza:
∑τ = τ1 – τ2 – τ3 = 8 – 0,4 – 9,6 = 8 – 10 = -2 Nm
L'intensità del momento di forza è di 2 Newton metri. Un momento di forza negativo significa che l'asta ruota in senso antiorario.
La risposta corretta è D.
6. L'entità del momento risultante della forza sull'asse nel punto O, dovuto alle forze che agiscono sull'asta se si trascura la sua massa, è...
A. 7,5 Nm
B. 4 Nm
C. 3,5 Nm
D. 3 Nm
E. 2 Nm
Discussione
È noto che:
L'asse di rotazione si trova nel punto O.
Stile 1 (F1) = 6 Newton
Distanza tra i punti di lavoro F1 con l'asse di rotazione (r1) = 1 metri
Stile 2 (F2) = 6 Newton
Distanza tra i punti di lavoro F2 con l'asse di rotazione (r2) = 2 metri
Stile 3 (F3) = 4 Newton
Distanza tra i punti di lavoro F3 con l'asse di rotazione (r3) = 2 metri
Chiesto: Il valore del momento della forza rispetto all'asse di rotazione nel punto C
Risposta :
Momento di forza 1:
τ1 =F1 l1 = (6 N)(1 m) = 6 Nm
Il momento della forza 1 fa ruotare l'asta in senso antiorario, quindi il momento della forza 1 ha segno positivo.
Momento di forza 2:
τ2 =F2 r2 peccato 30o = (6 N)(2 m)(0,5)= 6 Nm
Il momento della forza 2 fa ruotare l'asta in senso antiorario, quindi il momento della forza 2 ha segno positivo.
Momento di forza 3:
τ3 =F3 l3 = (4 N)(2 m) = -8 Nm
Il momento della forza 3 fa sì che l'asta ruoti nella direzione della rotazione oraria, quindi il momento della forza 3 ha segno negativo.
Momento risultante della forza:
∑τ = τ1 + τ2 - T3 = 6 + 6 – 8 = 4 Nm
L'intensità del momento di forza è di 4 Newton metri. Un momento di forza positivo significa che l'asta ruota in senso antiorario.
La risposta corretta è B.
7. L'asta AB, la cui massa è trascurabile, è posizionata orizzontalmente ed è soggetta a tre forze come mostrato in figura. Il momento risultante della forza che agisce sull'asta quando ruota attorno all'asse in D è... (sin 53o 0,8 =)
A. 2,4 N m
B. 2,6 N m
C. 3,0 N m
D. 3,2 N m
E. 3,4 N m
Discussione
È conosciuto :
L'asse di rotazione o perno si trova nel punto D.
F1 = 10 N e l1 = r1 sin θ = (40 cm)(sin 53o) = (0,4 m)(0,8) = 0,32 metri
F2 = 10√2 N e l2 = r2 sin θ = (20 cm)(sin 45o) = (0,2 m)(0,5√2) = 0,1√2 metri
F3 = 20 N e l3 = r1 sin θ = (10 cm)(sin 90o) = (0,1 m)(1) = 0,1 metri
Chiesto : Momento risultante della forza
Jawab :
(positivo perché questo momento di forza fa ruotare il blocco in senso antiorario)
(negativo perché il momento di questa forza fa ruotare il blocco in senso orario)
(positivo perché questo momento di forza fa ruotare il blocco in senso antiorario)
Momento risultante della forza:
8. L'asta AB, la cui massa è trascurabile, è posizionata orizzontalmente ed è soggetta a tre forze come mostrato in figura. Il momento risultante della forza che agisce sull'asta quando ruota attorno all'asse in D è... (sin 53o 0,8 =)
A. 2,4 Nm
B. 2,6 Nm
C. 3,0 Nm
D. 3,2 Nm
E. 3,4 Nm
Discussione
È conosciuto :
L'asse di rotazione si trova nel punto D.
La distanza tra F1 e l'asse di rotazione (rAD) = 40 cm = 0,4 m
La distanza tra F2 e l'asse di rotazione (rBD) = 20 cm = 0,2 m
La distanza tra F3 e l'asse di rotazione (rCD) = 10 cm = 0,1 m
F1 = 10 Newton
F2 = 10√2 Newton
F3 = 20 Newton
Senza 53o = 0,8
Chiesto : Momento risultante della forza se l'asta viene ruotata sull'asse in D
Jawab :
Calcola il momento di forza prodotto da ciascuna forza.
Momento della forza 1
Il momento della forza 1 è positivo perché la direzione di rotazione dell'asta causata dal momento della forza 1 è antioraria.
Momento della forza 2
Il momento della forza 2 è negativo perché la direzione di rotazione dell'asta causata dal momento della forza 2 è nella stessa direzione della rotazione delle lancette dell'orologio.
Momento della forza 3
Il momento della forza 3 è positivo perché la direzione di rotazione dell'asta causata dal momento della forza 3 è antioraria.
Momento risultante della forza
La risposta corretta è D.
9. Un'asta di cui si ignora la massa è soggetta a tre forze FA =FC = 10 N e FB = 20 N come mostrato nell'immagine. Se la distanza AB = BC = 20 cm, allora la grandezza momento di stile al punto C è…
A. 0 Nm
B. 1 Nm
C. 4 Nm
D. 6 Nm
E. 8 Nm
Discussione
È conosciuto :
L'asse di rotazione si trova nel punto C.
La distanza tra FA e l'asse di rotazione (rAC) = 40 cm = 0,4 metri
La distanza tra FB e l'asse di rotazione (rBC) = 20 cm = 0,2 metri
La distanza tra FC e l'asse di rotazione (rCC) = 0 cm
FA = 10 Newton
FB = 20 Newton
FC = 10 Newton
Chiesto : Momento risultante della forza se l'asta viene ruotata sull'asse in C
Jawab :
Calcola il momento di forza prodotto da ciascuna forza.
Momento della forza A
Il momento della forza A è negativo perché la direzione di rotazione dell'asta causata dal momento della forza A è oraria.
Momento della forza B
Il momento della forza B è positivo perché la direzione di rotazione dell'asta causata dal momento della forza B è antioraria.
Momento della forza C
Il momento della forza C è contrassegnato con un valore di 0 perché gaya FC coincide con l'asse di rotazione
Momento risultante della forza
La risposta corretta è A.
10. Un'asta lunga 50 cm è soggetta a tre forze di uguale intensità, come mostrato nella figura seguente. Se l'asta viene ruotata attorno al perno nel punto C, l'intensità del momento totale della forza è...
A. 1 Nm
B. 3 Nm
C. 4 Nm
D. 5 Nm
E. 6 Nm
Discussione
È conosciuto :
L'asse di rotazione si trova nel punto C.
La distanza tra F1 e l'asse di rotazione (r1) = 30 cm = 0,3 metri
La distanza tra F2 e l'asse di rotazione (r2) = 10 cm = 0,1 metri
La distanza tra F3 e l'asse di rotazione (r3) = 20 cm = 0,2 metri
F1 = 10 Newton
F2 = 10 Newton
F3 = 10 Newton
Chiesto : Momento risultante della forza se l'asta viene ruotata sull'asse in C
Jawab :
Calcola il momento di forza prodotto da ciascuna forza.
Momento della forza 1
Il momento della forza 1 è negativo perché la direzione di rotazione dell'asta causata dal momento della forza 1 è nella stessa direzione della rotazione delle lancette dell'orologio.
Momento della forza 2
Il momento della forza 2 è positivo perché la direzione di rotazione dell'asta causata dal momento della forza 2 è antioraria.
Momento della forza 3
Il momento della forza 3 è negativo perché la direzione di rotazione dell'asta causata dal momento della forza 3 è nella stessa direzione della rotazione delle lancette dell'orologio.
Momento risultante della forza
L'intensità del momento risultante della forza è di 3 Newton metri. Un segno negativo per il momento risultante della forza significa che la direzione di rotazione dell'asta causata dal momento risultante della forza è la stessa della direzione di rotazione della lancetta dell'orologio.
La risposta corretta è B.
https://gurumuda.net/physics/the-magnitude-of-net-torque-problems-and-solutions.htm
Fonte della domanda:
Domande di fisica per l'esame nazionale di fisica per la scuola superiore/istituto professionale.
