שאלות לדוגמה על כוח צנטריפטלי

4 דוגמאות לשאלות על כוח צנטריפטלי

1. גוף בעל מסה של 200 גרם קשור לחבל קל ולאחר מכן מסובב אופקית במהירות זוויתית קבועה של 5 רדיאנים לשנייה ^–1 , כפי שמוצג באיור הבא. אם אורך החבל הוא l = 60 ס"מ, אז גודל הכוח הצנטריפטלי הפועל על הגוף הוא...

א. 0,3 צפון

ב. 0,6 צפון

C. 3 צפון

ד. 6 צפון

מזרח 30 צפון

דִיוּן

ידוע כי:

מסת העצם (מ') = 200 גרם = 200/1000 ק"ג = 2/10 ק"ג = 0,2 ק"ג

מהירות זוויתית (ω) = 5 רדיאנים/שנייה

אורך החבל = רדיוס (r) של מסלול מעגלי = 60 ס"מ = 60/100 מטר = 0,6 מטר

שאלה: גודל הכוח הצנטריפטלי הפועל על גוף הוא...

תשובה:

כוח צנטריפטלי הוא הכוח הנגזר שגורם לעצם לחוות תאוצה צנטריפטלית. הנוסחה לכוח צנטריפטלי היא:

∑ F = ma _s

∑ F = mv² ^/ r = m ^ω² r

תיאור: ∑ F = כוח צנטריפטלי, m = מסת העצם, v = מהירות משיקית, ω = מהירות זוויתית, r = רדיוס המסלול המעגלי.

∑ F = m ω ² r = (0,2)(5) ² (0,6) = (0,2)(25)(0,6) = 3 ניוטון

התשובה הנכונה היא ג'.

2. תלמיד מסובב אבן הקשורה לקצה חוט. האבן מסובבת אופקית כפי שמוצג למעלה. אם מהירות הסיבוב של האבן מוכפלת, הכוח הצנטריפטלי הופך...

א. 6 פעמים מקורי

ב. שוב פעמיים

ג. 4 פעמים מקורי

ד. שוב פעמיים

ה. 2 פעמים מקורי

דִיוּן

ידוע כי:

מסת האבן = מטר

מהירות האבן = v

אורך החבל = רדיוס = r

שאלה: אם המהירות מוכפלת, הכוח הצנטריפטלי הופך...

תשובה:

אם המהירות מוכפלת, אז הכוח הצנטריפטלי הופך ל:

הכוח הצנטריפטלי גדול פי 4 מהכוח המקורי.

התשובה הנכונה היא ג'.

3. עיקול בכביש מישורי מתוכנן כך שיעבור מכונית במהירות מקסימלית של 10 מילישניות ^-1 . מקדם החיכוך בין הצמיגים לכביש הוא 0,5 ורדיוס העקמומיות של הכביש הוא R מ'. אז הערך של R הוא... (g = 10 מילישניות ^-2 )

א. 7,5 מטרים

ב. 8,0 מטרים

כ-10 מטרים

ד. 15 מטרים

20 מטרים מזרח

דִיוּן

ידוע כי:

מהירות (v) = 10 מטר/שנייה

מקדם החיכוך בין הצמיג לכביש (μ _s ) = 0,5

תאוצת כוח הכבידה (g) = 10 מטר/שנייה ²

שאלה: רדיוס העקמומיות של הכביש (R מטרים)

תשובה:

הכוח האופקי היחיד שפועל על מכונית כשהיא מסתובבת הוא חיכוך סטטי . הנוסחה לחיכוך סטטי היא:

4. המכונית נוסעת בעיקול בכביש במיקום M כפי שמוצג בתמונה למטה.

מקדם החיכוך הסטטי בין הגלגלים לכביש הוא 0,4 (תאוצת כבידה 10 מטר/שנייה ^-2 ). כדי למנוע מהמכונית לסטות מהמסלול, המהירות המרבית המותרת היא...

A. √10 אלפיות השנייה^-1

ב. 2 √ 10 מילי-שניות ^-1

ג. 4 √ 10 מילי-שניות ^-1

ד. 5 √ 10 מילישניות ^-1

ה. 6 √ 10 מילישניות ^-1

דִיוּן

ידוע כי:

מקדם חיכוך סטטי (μ _s ) = 0,4

תאוצת כוח הכבידה (g) = 10 מטר/שנייה ²

רדיוס העקמומיות (R) = 40 מטרים

נשאל: מהירות מרבית (v)

תשובה:

החוק השני של ניוטון לתנועה מעגלית אחידה

מידע:

ΣF = כוח צנטריפטלי = כוח תוצאה = כוח כולל, m = מסת העצם, a _s = תאוצה צנטריפטלית, v = מהירות ליניארית, R = רדיוס העקמומיות

כוח צנטריפטלי

כוח צנטריפטלי הוא הכוח המתקבל המכוון למרכז של מסלול מעגלי. כאשר מכונית נעה במעגל, הכוח היחיד המכוון למרכז הוא חיכוך סטטי, ולכן חיכוך סטטי הוא כוח צנטריפטלי.

נוסחת כוח חיכוך סטטי:

מידע:

μs ₌ מקדם החיכוך הסטטי, w = משקל העצם, m = מסת העצם, g = תאוצת הכבידה.

חשב את המהירות המקסימלית (v):

התשובה הנכונה היא ג'.

מקור השאלה:

שאלות בפיזיקה בבחינה הארצית לחטיבת ביניים/תיכון מקצועי