דוגמה לשאלות על כוח נורמלי

9 דוגמאות לשאלות על כוח נורמלי

1. בלוק נמצא במנוחה על משטח ישר. מסת הבלוק (מ') = 1 ק"ג, תאוצת כוח הכבידה (גרם) = 10 מטר/שנייה²גודלו וכיוונו של הכוח הנורמלי (N) הם...
דִיוּן

זה ידוע :
מסת הבלוק (מ') = 1 ק"ג
תאוצה עקב כוח הכבידה (g) = 10 מטר/שנייה²
כוח משיכה (w) = mg = (1 ק"ג)(10 מטר/שנייה²) = 10 ק"ג מטר לשנייה² = 10 ניוטון
נשאל גודל וכיוון הכוח הנורמלי (N)
ג'וואב :
כיוון הכוח הנורמלי (N) מוצג כפי שמוצג להלן.

גודל הכוח הנורמלי
החוק הראשון של ניוטון קובע שאם גוף נמצא במנוחה, הכוח המתקבל הפועל עליו הוא 0. קיים כוח כלפי מטה (w). מכיוון שהבלוק נמצא במנוחה, חייב להיות כוח כלפי מעלה שמאזן את המשקולת, ולכן הכוח המתקבל הוא אפס. הכוח כלפי מעלה שמאזן את המשקולת הוא הכוח הנורמלי (N). מבחינה מתמטית:
2. שני הבלוקים נמצאים במנוחה. המסה של בלוק 1 (מ'₁) = 1 ק"ג, מסת בלוק 2 (מ"ר₂) = 2 ק"ג, תאוצה עקב כוח הכבידה (g) = 10 מטר/שנייה²גודל וכיוון הכוח הנורמלי הפועל על בלוק 1 (N₁) ובלוק 2 (צפון₂) הוא…
דִיוּן
זה ידוע :
מסת בלוק 1 (מ"ר)₁) = 1 ק"ג
מסת בלוק 2 (מ"ר)₂) = 2 ק"ג
תאוצה עקב כוח הכבידה (g) = 10 מטר/שנייה²
משקל בלוק 1 (משקל₁) = מ'₁ g = (1)(10 מטר/שנייה²) = 10 ק"ג מטר לשנייה² = 10 ניוטון
משקל בלוק 2 (משקל₂) = מ'₂ g = (2)(10 מטר/שנייה²) = 20 ק"ג מטר לשנייה² = 20 ניוטון
נשאל : לא זמין₁ ו-N₂
ג'וואב :
(א) הכוח הנורמלי הפועל על בלוק 1 (N₁)
N₁ = w₁ = 10 ניוטון
כיוון צפון₁ כמו בתמונה למעלה.
(ב) הכוח הנורמלי הפועל על בלוק 2 (N₂)
N₂ = w₁ +w₂ = 10 ניוטון + 20 ניוטון = 30 ניוטון
כיוון צפון₂ כמו בתמונה למעלה.

3. הבלוק נמצא במנוחה. מסת הבלוק (מ') = 2 ק"ג, תאוצת כוח הכבידה (גרם) = 10 מטר/שנייה², כוח F = 10 ניוטון. גודל וכיוון הכוח הנורמלי (N) הפועל על הבלוק הם...
דִיוּן
זה ידוע :
מסת הבלוק (מ') = 2 ק"ג
תאוצה עקב כוח הכבידה (g) = 10 מטר/שנייה²
כוח משיכה (w) = mg = (2 ק"ג)(10 מטר/שנייה²) = 20 ק"ג מטר לשנייה² = 20 ניוטון
כוח (F) = 10 ניוטון
נשאל גודל וכיוון הכוח הנורמלי (N)
ג'וואב :
כיוון הכוח הנורמלי הוא כמו בתמונה למעלה.
גודל הכוח הנורמלי:
4. הבלוק נמצא במנוחה. מסת הבלוק (מ') = 1 ק"ג, תאוצת כוח הכבידה (גרם) = 10 מטר/שנייה², כוח F₁ = 10 ניוטון, F₂ = 20 ניוטון. גודל וכיוון הכוח הנורמלי (N) הפועל על הבלוק הם...
דִיוּן
זה ידוע :
מסת הבלוק (מ') = 1 ק"ג
תאוצה עקב כוח הכבידה (g) = 10 מטר/שנייה²
כוח משיכה (w) = mg = (1 ק"ג)(10 מטר/שנייה²) = 10 ק"ג מטר לשנייה² = 10 ניוטון
F₁ = 10 ניוטון
F₂ = 20 ניוטון
נשאל גודל וכיוון הכוח הנורמלי (N)
ג'וואב :

כיוון הכוח הנורמלי הוא כמו בתמונה למעלה.

5. מסת הבלוק (מ') = 2 ק"ג, תאוצה עקב כוח הכבידה (גרם) = 10 מטר/שנייה², זווית = 60^oגודל וכיוון הכוח הנורמלי (N) הפועל על הבלוק הם...
דִיוּן
כיתוב:
w = כוח משיכה, w_x = רכיב הכבידה המקביל לפני השטח של המישור המשופע, w_y = רכיב כוח הכבידה הניצב למישור המשופע, N = כוח נורמלי, f_k = כוח חיכוך קינטי.
זה ידוע :
נשאל גודל וכיוון הכוח הנורמלי (N)
ג'וואב :
גוף הוא נייח, כלומר הוא אינו נע בכיוון הניצב לפני השטח של המישור המשופע, לכן על פי החוק הראשון של ניוטון, הכוח המתקבל בכיוון הניצב לפני השטח של המישור המשופע חייב להיות שווה לאפס.
ישנם שני כוחות הפועלים בניצב למשטח המישור המשופע, כלומר כוח ה-wy והכוח הנורמלי. התוצאה של שני כוחות אלה = 0. מבחינה מתמטית:
לכן גודל הכוח הנורמלי הוא 10 ניוטון.

כוח נורמלי - בעיות ופתרונות

6. התבוננו בתמונה של הבלוק למטה! אם מסת הבלוק היא 2 ק"ג ותאוצת הכבידה היא 10 מטר לשנייה ^−2, אז הכוח הנורמלי שחווה הבלוק הוא...

א. 25 צפון
ב. 30 צפון
C. 33 צפון
ד. 43 צפון
מזרח 45 צפון
דִיוּן
ידוע כי:
w = mg = (2 ק"ג)(10 מטר/שנייה²) = 20 ק"ג מטר לשנייה² = 20 ניוטון
F₁ = 10 ניוטון
F₂ = 5 ניוטון
נשאל:
כוח נורמלי (N) שחווה הבלוק?
תשובה:

הכוח המתקבל בכיוון האנכי הוא:
F₁ + w – F₂ = 10 ניוטון + 20 ניוטון – 5 ניוטון = 25 ניוטון
אם הכוח כלפי מטה = 25 ניוטון, אז הכוח הנורמלי = 25 ניוטון, כך שהגוף נייח.
התשובה הנכונה היא א'.

7. אם הכוח הנורמלי הפועל על הבלוק הוא 20 ניוטון, אז גודלו וכיוונו של הכוח החיצוני הפועל על הבלוק הם...

א. 50 ניוטון ומטה
ב. 30 ניוטון ומעלה
C. 30 N ומטה
ד. 20 ניוטון ומעלה
20 צפון מזרח ומטה
דִיוּן
ידוע כי:
כוח משיכה (w) = 40 ניוטון
כוח נורמלי (N) = 20 N
שאלה: מהו גודלו וכיוונו של הכוח החיצוני כך שהכוח הנורמלי = 20 ניוטון?
תשובה:
גודל הכוח הנורמלי = 20 ניוטון וכיוונו של הכוח הנורמלי הוא כלפי מעלה. הגוף נמצא במנוחה, לכן כיוון הכוח כלפי מטה המאזן את הכוח הנורמלי חייב להיות שווה ל-20 ניוטון.
גודל הכבידה = 40 ניוטון וכיוונו הוא כלפי מטה, לכן נדרש כוח חיצוני של 20 ניוטון המכוון כלפי מעלה.
התשובה הנכונה היא ד'.

8. התבוננו בתמונה הבאה של בלוק. אם מסת הבלוק היא 3 ק"ג ותאוצת הכבידה היא 10 מטר לשנייה ⁻² , אז הכוח הנורמלי שחווה הבלוק הוא ....

א. 27 צפון
ב. 30 צפון
C. 33 צפון
ד. 43 צפון
מזרח 45 צפון

דִיוּן
ידוע כי:
w = mg = (3 ק"ג)(10 מטר/שנייה²) = 30 ניוטון (בכיוון כלפי מטה)
F₁ = 5 ניוטון (כיוון כלפי מטה)
F₂ = 8 ניוטון (כיוון עלייה)
שאלה: כוח נורמלי (N)?
תשובה:

הכוח הנורמלי מפעילה הרצפה על הקורה והוא ניצב לפני השטח של הרצפה. בנוסף לכוח הנורמלי, ישנם שלושה כוחות הפועלים על הקורה, כלומר F₁, F₂ ו-w. גודל הכוח הנורמלי שווה לתוצאה של שלושת הכוחות הללו, כך ש כוח שנוצר בכיוון האנכי שווה לאפס, העצם דומם ו החוק הראשון של ניוטון מילא.
כוחות באותו כיוון מוספים יחד וכוחות בכיוונים מנוגדים מחסירים.
w + F1 – F2 = 30 + 5 – 8 = 35 – 8 = 27 N
התוצאה של שלושת הכוחות הללו היא 27 ניוטון. גודל הכוח הנורמלי = 27 ניוטון.
התשובה הנכונה היא א'.

9. אם הכוח הנורמלי הפועל על הבלוק הוא 20 ניוטון, אז גודלו וכיוונו של הכוח החיצוני הפועל על הבלוק הם...

א. 50 ניוטון ומטה
ב. 30 ניוטון ומעלה
C. 30 N ומטה
ד. 20 ניוטון ומעלה
20 צפון מזרח ומטה

דִיוּן
ידוע כי:
w = 50 ניוטון
נ = 20 נ
שאלה: מה גודל הכוח החיצוני (F) הפועל על הבלוק?
תשובה:
כך שהכוח הנורמלי (N) = 20 ניוטון, חייב להיות כוח חיצוני (F) = 30 ניוטון ובכיוון ההפוך ל כּוֹחַ מְשִׁיכָה (w) = 50 ניוטון.
גודל הכוח החיצוני (F) = 30 ניוטון, כיוון הכוח החיצוני הוא כלפי מעלה.
התשובה הנכונה היא ב'.