שאלות לדוגמה בנושא מומנט

10 שאלות לדוגמה בנושא מומנט

1. ניתן להתעלם ממסת המוט AB. אם FR _הוא התוצאה של שלושת הכוחות F1 _, F2 _ו- F3 _, אז גודל הכוח F2 _והמרחק x הם...

א. 50 צפון למטה ו-0,5 מטר משמאל ל-A

ב. 50 צפון למעלה ו-0,5 מטר מימין ל-A

C. 50 צפון למעלה ו-0,75 מטר משמאל ל-A

ד. 50 צפון למטה ו-0,75 מטר מימין ל-A

מזרח 50 צפון למעלה ו-0,2 מטר מימין ל-A

דִיוּן

ידוע כי:

כוח תוצאתי (FR ₎ = 40 ניוטון

F1 = ₁₀ ניוטון

F3 = ₂₀ ניוטון

שאלה: גודל הכוח F2 _והמרחק x

תשובה:

חשב את גודל הכוח _F2 :

הכוח המכוון כלפי מעלה הוא חיובי, הכוח המכוון כלפי מטה הוא שלילי.

ΣF = 0 (המוט נייח ואינו זז)

– F _R + F ₁ + F ₂ – F ₃ = 0

– 40 + 10 + F2 _– 20 = 0

– 30 + F2 _– 20 = 0

– 50 + F2 ₌ 0

F2 = 50 ניוטון , הוא חיובי מכיוון שכיוון הכוח הוא כלפי מעלה_.

חשב את המרחק x:

בחר נקודה A כציר הסיבוב.

τ ₁ = F ₁ l ₁ = (10 N)(1 מ') = 10 ננומטר

מומנט 1 חיובי משום שהוא גורם לסיבוב המוט AB להיות נגד כיוון השעון.

τ ₂ = F ₂ x = (50)(x) = 50x Nm

מומנט 1 חיובי משום שהוא גורם לסיבוב המוט AB להיות נגד כיוון השעון.

τ ₃ = F ₃ x = (20 N)(1,75 מ') = -35 ננומטר

מומנט 1 הוא שלילי משום שהוא גורם לסיבוב המוט AB באותו כיוון כמו הסיבוב עם כיוון השעון.

מומנט שנוצר:

Στ = 0 (המוט דומם ואינו מסתובב)

10 + 50x – 35 = 0

50x - 25 = 0

50x = 25

x = 25 / 50

x = 0,5 מטרים

התשובה הנכונה היא ב'.

2. הכוחות F1 _, F2 _, F3 _ו- F4 _פועלים על המוט ABCD כפי שמוצג בתמונה! אם מתעלמים ממסת המוט, אז ערך מומנט הכוח סביב נקודה A הוא...

א. 15 ניוטון מטר

ב. 18 ניוטון מטר

ג. 35 ניוטון מטר

ד. 53 ניוטון מטר

ה. 68 ניוטון מטר

דִיוּן

ציר הסיבוב הוא נקודה A.

ידוע כי:

כוח F1 ₌ 10 ניוטון, זרוע כוח l1 ₌ 0

כוח F2 ₌ 4 ניוטון, זרוע כוח l2 ₌ 2 מטרים

כוח F3 ₌ 5 ניוטון, זרוע כוח l3 ₌ 3 מטרים

כוח F4 ₌ 10 ניוטון, זרוע כוח l4 ₌ 6 מטרים

שאלה: מומנט הכוח סביב נקודה A

תשובה:

מומנט כוח 1 (τ ₁ ) = F ₁ l ₁ = (10)(0) =

מומנט כוח 2 (τ ₂ ) = F ₂ l ₂ = (4)(2) = -8 ננומטר

מומנט כוח 3 (τ ₃ ) = F ₃ l ₃ = (5)(3) = 15 ננומטר

מומנט כוח 4 (τ ₄ ) = F ₄ l ₄ = (10)(6) = -60 ננומטר

מומנט הכוח חיובי אם הכוח גורם למוט להסתובב נגד כיוון השעון.

מומנט הכוח הוא שלילי אם הכוח גורם למוט להסתובב עם כיוון השעון.

מומנט הכוח המתקבל:

τ = 0 – 8 ננומטר + 15 ננומטר – 60 ננומטר

τ = -68 ניוטון מטר + 15 ניוטון מטר

τ = -53 ניוטון מטר

סימן שלילי פירושו שהמוט מסתובב עם כיוון השעון.

התשובה הנכונה היא ד'.

3. מוט שמסתו מתעלמת ממנו מושפע משלושה כוחות F _A = ​​​​F _C = 10 N ו- F _B = 20 N כפי שמוצג באיור. אם המרחק AB = BC = 20 ס"מ, אז גודל מומנט הכוח סביב נקודה C הוא...

א. 0 ניוטון מטר

ב. 1 ניוטון מטר

ג. 4 ניוטון מטר

ד. 6 ניוטון מטר

ה. 8 ניוטון מטר

דִיוּן

ידוע כי :

ציר הסיבוב ממוקם בנקודה C.

המרחק בין F _A לציר הסיבוב (r _AC ) = 40 ס"מ = 0,4 מטרים

המרחק בין _FB לציר הסיבוב (rBC ₎ = 20 ס"מ = 0,2 מטרים

המרחק בין F/ _C לציר הסיבוב (r/ _CC ) = 0 ס"מ

F _A = ​​​​10 ניוטון

FB = 20 _ניוטון

FC ₌ 10 ניוטון

שאלה : מומנט הכוח המתקבל אם המוט מסובב על הציר בנקודת C

תשובה :

חשב את מומנט הכוח המופק מכל כוח.

מומנט הכוח A

Στ _A = (F _A )(r _AC sin 90 ^o ) = (10 N)(0,4 מ')(1) = -4 ננומטר

מומנט הכוח A הוא שלילי מכיוון שכיוון סיבוב המוט הנגרם על ידי מומנט הכוח A הוא עם כיוון השעון.

מומנט הכוח B

Στ _B = (F _B )(r _BC sin 90 ^o ) = (20 N)(0,2 מ')(1) = 4 ננומטר

מומנט הכוח B חיובי מכיוון שכיוון סיבוב המוט הנגרם על ידי מומנט הכוח B הוא נגד כיוון השעון.

מומנט הכוח C

Στ _C = (F _C )(r _CC sin 90 ^o ) = (10 N)(0)(1) = 0

מומנט הכוח C מסומן בערך 0 מכיוון שהכוח F _C חופף לציר הסיבוב.

מומנט הכוח המתקבל

Στ = Στ ₁ + Στ ₂ + Στ ₃

Στ = -4 + 4 + 0

Στ = 0 ניוטון מטר

התשובה הנכונה היא א'.

4. מקל באורך 50 ס"מ מפעיל 3 כוחות בגודל שווה כפי שמוצג באיור הבא. אם המקל מסובב סביב הציר בנקודה C, אז גודל המומנט הכולל של הכוח הוא...

א. 1 ניוטון מטר

ב. 3 ניוטון מטר

ג. 4 ניוטון מטר

ד. 5 ניוטון מטר

ה. 6 ניוטון מטר

דִיוּן

ידוע כי :

ציר הסיבוב ממוקם בנקודה C.

המרחק בין F1 _לציר הסיבוב (r1 ₎ = 30 ס"מ = 0,3 מטרים

המרחק בין F2 _לציר הסיבוב (r2 ₎ = 10 ס"מ = 0,1 מטרים

המרחק בין F3 _לציר הסיבוב (r3 ₎ = 20 ס"מ = 0,2 מטרים

F1 = 10 _ניוטון

F2 = 10 _ניוטון

F3 = 10 _ניוטון

שאלה : מומנט הכוח המתקבל אם המוט מסובב על הציר בנקודת C

תשובה :

חשב את מומנט הכוח המופק מכל כוח.

מומנט כוח 1

Στ ₁ = (F ₁ )(r ₁ sin 90 ^o ) = (10 N)(0,3 m)(1) = -3 Nm

מומנט הכוח 1 הוא שלילי מכיוון שכיוון סיבוב המוט הנגרם על ידי מומנט הכוח 1 הוא באותו כיוון כמו סיבוב מחוגי השעון.

מומנט כוח 2

Στ ₂ = (F ₂ )(r ₂ sin 90 ^o ) = (10 N)(0,1 מ')(1) = 1 ננומטר

מומנט הכוח 2 חיובי מכיוון שכיוון סיבוב המוט הנגרם על ידי מומנט הכוח 2 הוא נגד כיוון השעון.

מומנט כוח 3

Στ ₃ = (F ₃ )(r ₃ sin 30 ^o ) = (10 N)(0,2 m)(0,5) = -1 Nm

מומנט הכוח 3 הוא שלילי מכיוון שכיוון סיבוב המוט הנגרם על ידי מומנט הכוח 3 הוא באותו כיוון כמו סיבוב מחוגי השעון.

מומנט הכוח המתקבל

Στ = Στ ₁ + Στ ₂ + Στ ₃

Στ = -3 + 1 – 1

Στ = -3 ניוטון מטר

גודל מומנט הכוח המתקבל הוא 3 ניוטון מטר. סימן שלילי למומנט הכוח המתקבל פירושו שכיוון הסיבוב של המוט הנגרם על ידי מומנט הכוח המתקבל זהה לכיוון הסיבוב של מחוג השעון.

התשובה הנכונה היא ב'.

5. שלושה כוחות F1 _, F2 _ו- F3 _פועלים על מוט כפי שמוצג באיור הבא. אם מתעלמים ממסת המוט ואורך המוט הוא 4 מטרים, אז ערך מומנט הכוח סביב ציר הסיבוב בנקודה C הוא... (sin 53 ^o = 0,8, cos 53 ^o = 0,6, AB = BC = CD = DE = 1 מטר)

א. 12 ניוטון מטר

ב. 8 ניוטון מטר

ג. 6 ניוטון מטר

ד. 2 ניוטון מטר

אפס

דִיוּן

ידוע כי:

ציר הסיבוב נמצא בנקודה C.

כוח 1 (F1 ₎ = 5 ניוטון

המרחק בין נקודת העבודה F1 _לציר הסיבוב (r1 ₎ = 2 מטרים

כוח 2 (F2 ₎ = 0,4 ניוטון

המרחק בין נקודת העבודה F2 _לציר הסיבוב (r2 ₎ = 1 מטרים

כוח 3 (F3 ₎ = 4,8 ניוטון

המרחק בין נקודת העבודה F3 _לציר הסיבוב (r3 ₎ = 2 מטרים

שאלה: ערך מומנט הכוח סביב ציר הסיבוב בנקודה C

תשובה:

רגע הכוח 1:

τ ₁ = F ₁ r sin 53 ^o = (5 N)(2 מ')(0,8) = (10)(0,8) N = 8 N

מומנט כוח 1 גורם למוט להסתובב נגד כיוון השעון כך שלמומנט כוח 1 יש סימן חיובי.

רגע הכוח 2:

τ ₂ = F ₂ r sin 90 ^o = (0,4 N)(1 מ')(1) = -0,4 N

מומנט הכוח 2 גורם למוט להסתובב בכיוון הסיבוב עם כיוון השעון כך שלמומנט הכוח 2 יש סימן שלילי.

רגע הכוח 3:

τ ₃ = F ₃ r sin 90 ^o = (4,8 N)(2 מ')(1) = -9,6 N

מומנט הכוח 3 גורם למוט להסתובב בכיוון הסיבוב עם כיוון השעון כך שלמומנט הכוח 3 יש סימן שלילי.

מומנט הכוח המתקבל:

∑τ = τ ₁ – τ ₂ – τ ₃ = 8 – 0,4 – 9,6 = 8 – 10 = -2 ננומטר

גודל מומנט הכוח הוא 2 ניוטון מטר. מומנט כוח שלילי פירושו שהמוט מסתובב נגד כיוון השעון.

התשובה הנכונה היא ד'.

6. גודל מומנט הכוח המתקבל על הציר בנקודה O על ידי הכוחות הפועלים על המוט אם מתעלמים ממסתו הוא….

א. 7,5 ניוטון מטר

ב. 4 ניוטון מטר

ג. 3,5 ניוטון מטר

ד. 3 ניוטון מטר

ה. 2 ניוטון מטר

דִיוּן

ידוע כי:

ציר הסיבוב נמצא בנקודה O.

כוח 1 (F1 ₎ = 6 ניוטון

המרחק בין נקודת העבודה F1 _לציר הסיבוב (r1 ₎ = 1 מטרים

כוח 2 (F2 ₎ = 6 ניוטון

המרחק בין נקודת העבודה F2 _לציר הסיבוב (r2 ₎ = 2 מטרים

כוח 3 (F3 ₎ = 4 ניוטון

המרחק בין נקודת העבודה F3 _לציר הסיבוב (r3 ₎ = 2 מטרים

שאלה: ערך מומנט הכוח סביב ציר הסיבוב בנקודה C

תשובה:

רגע הכוח 1:

τ ₁ = F ₁ l ₁ = (6 N)(1 מ') = 6 ננומטר

מומנט כוח 1 גורם למוט להסתובב נגד כיוון השעון כך שלמומנט כוח 1 יש סימן חיובי.

רגע הכוח 2:

τ ₂ = F ₂ r ₂ sin 30 ^o = (6 N)(2 m)(0,5)= 6 Nm

מומנט כוח 2 גורם למוט להסתובב נגד כיוון השעון כך שלמומנט כוח 2 יש סימן חיובי.

רגע הכוח 3:

τ ₃ = F ₃ l ₃ = (4 N)(2 מ') = -8 ננומטר

מומנט הכוח 3 גורם למוט להסתובב בכיוון הסיבוב עם כיוון השעון כך שלמומנט הכוח 3 יש סימן שלילי.

מומנט הכוח המתקבל:

∑τ = τ ₁ + τ ₂ – τ ₃ = 6 + 6 – 8 = 4 ננומטר

גודל מומנט הכוח הוא 4 ניוטון מטר. מומנט כוח חיובי פירושו שהמוט מסתובב נגד כיוון השעון.

התשובה הנכונה היא ב'.

7. מוט AB, שמסתו מתעלמת, ממוקם אופקית ומופעל עליו שלושה כוחות כפי שמוצג באיור. מומנט הכוח המתקבל הפועל על המוט כאשר הוא מסובב על הציר ב-D הוא... (sin 53 ^o = 0,8)

א. 2,4 ניוטון מטר
ב. 2,6 ניוטון מטר
ג. 3,0 ניוטון מטר
ד. 3,2 ניוטון מטר
מזרח 3,4 ניוטון מטר

דִיוּן
זה ידוע :
ציר הסיבוב או הציר ממוקם בנקודה D.
F₁ = 10 N ו-l₁ M. 49₁ sin θ = (40 ס"מ)(sin 53^o) = (0,4 מטר)(0,8) = 0,32 מטרים
F₂ = 10√2 N ו-l₂ M. 49₂ sin θ = (20 ס"מ)(sin 45^o) = (0,2 מטר)(0,5√2) = 0,1√2 מטרים
F₃ = 20 N ו-l₃ M. 49₁ sin θ = (10 ס"מ)(sin 90^o) = (0,1 מטר)(1) = 0,1 מטרים
נשאל מומנט הכוח התוצאתי
ג'וואב :

(חיובי מכיוון שמומנט הכוח הזה גורם לבלוק להסתובב נגד כיוון השעון)

(שלילי מכיוון שמומנט הכוח הזה גורם לבלוק להסתובב עם כיוון השעון)

(חיובי מכיוון שמומנט הכוח הזה גורם לבלוק להסתובב נגד כיוון השעון)
מומנט הכוח המתקבל:

8. מוט AB, שמסתו מתעלמת, ממוקם אופקית ומופעל עליו שלושה כוחות כפי שמוצג באיור. מומנט הכוח המתקבל הפועל על המוט כאשר הוא מסובב על הציר ב-D הוא... (חטא 53)^o = 0,8)

א. 2,4 ניוטון מטר
ב. 2,6 ניוטון מטר
ג. 3,0 ניוטון מטר
ד. 3,2 ניוטון מטר
ה. 3,4 ניוטון מטר

דִיוּן
זה ידוע :
ציר הסיבוב ממוקם ב-D.
המרחק בין F₁ וציר הסיבוב (r_AD) = 40 ס"מ = 0,4 מטר
המרחק בין F₂ וציר הסיבוב (r_BD) = 20 ס"מ = 0,2 מטר
המרחק בין F₃ וציר הסיבוב (r_CD) = 10 ס"מ = 0,1 מטר
F₁ = 10 ניוטון
F₂ ניוטון = 10√2
F₃ = 20 ניוטון
בלי 53^o = 0,8
נשאל מומנט הכוח המתקבל אם המוט מסובב על הציר ב-D
ג'וואב :

חשב את מומנט הכוח המופק מכל כוח.
מומנט כוח 1
מומנט הכוח 1 חיובי מכיוון שכיוון סיבוב המוט הנגרם על ידי מומנט הכוח 1 הוא נגד כיוון השעון.
מומנט כוח 2
מומנט הכוח 2 הוא שלילי מכיוון שכיוון סיבוב המוט הנגרם על ידי מומנט הכוח 2 הוא באותו כיוון כמו סיבוב מחוגי השעון.
מומנט כוח 3
מומנט הכוח 3 חיובי מכיוון שכיוון סיבוב המוט הנגרם על ידי מומנט הכוח 3 הוא נגד כיוון השעון.
מומנט הכוח המתקבל
התשובה הנכונה היא ד'.

9. מוט שמסתו מתעלמת מושפע משלושה כוחות F _A = ​​​​F _C = 10 N ו- F _B = 20 N כפי שמוצג באיור. אם המרחק AB = BC = 20 ס"מ, אז גודל מומנט הכוח סביב נקודה C הוא...

א. 0 ניוטון מטר
ב. 1 ניוטון מטר
ג. 4 ניוטון מטר
ד. 6 ניוטון מטר
ה. 8 ניוטון מטר

דִיוּן
זה ידוע :
ציר הסיבוב ממוקם בנקודה C.
המרחק בין F_A וציר הסיבוב (r_AC) = 40 ס"מ = 0,4 מטרים
המרחק בין F_B וציר הסיבוב (r_BC) = 20 ס"מ = 0,2 מטרים
המרחק בין F_C וציר הסיבוב (r_CC) = 0 ס"מ
F_A = 10 ניוטון
F_B = 20 ניוטון
F_C = 10 ניוטון
נשאל מומנט הכוח המתקבל אם המוט מסובב על הציר ב-C
ג'וואב :
חשב את מומנט הכוח המופק מכל כוח.
מומנט הכוח A
מומנט הכוח A הוא שלילי מכיוון שכיוון סיבוב המוט הנגרם על ידי מומנט הכוח A הוא עם כיוון השעון.
מומנט הכוח B
מומנט הכוח B חיובי מכיוון שכיוון סיבוב המוט הנגרם על ידי מומנט הכוח B הוא נגד כיוון השעון.
מומנט הכוח C

מומנט הכוח C מסומן בערך 0 מכיוון ש גאיה F_C עולה בקנה אחד עם ציר הסיבוב
מומנט הכוח המתקבל
התשובה הנכונה היא א'.

10. למקל באורך 50 ס"מ יש שלושה כוחות בעלי גודל שווה כפי שמוצג באיור הבא. אם המקל מסובב סביב הציר בנקודה C, אז גודל המומנט הכולל של הכוח הוא...

א. 1 ניוטון מטר
ב. 3 ניוטון מטר
ג. 4 ניוטון מטר
ד. 5 ניוטון מטר
ה. 6 ניוטון מטר
דִיוּן
זה ידוע :
ציר הסיבוב ממוקם בנקודה C.
המרחק בין F₁ וציר הסיבוב (r₁) = 30 ס"מ = 0,3 מטרים
המרחק בין F₂ וציר הסיבוב (r₂) = 10 ס"מ = 0,1 מטרים
המרחק בין F₃ וציר הסיבוב (r₃) = 20 ס"מ = 0,2 מטרים
F₁ = 10 ניוטון
F₂ = 10 ניוטון
F₃ = 10 ניוטון
נשאל מומנט הכוח המתקבל אם המוט מסובב על הציר ב-C
ג'וואב :
חשב את מומנט הכוח המופק מכל כוח.
מומנט כוח 1
מומנט הכוח 1 הוא שלילי מכיוון שכיוון סיבוב המוט הנגרם על ידי מומנט הכוח 1 הוא באותו כיוון כמו סיבוב מחוגי השעון.
מומנט כוח 2
מומנט הכוח 2 חיובי מכיוון שכיוון סיבוב המוט הנגרם על ידי מומנט הכוח 2 הוא נגד כיוון השעון.
מומנט כוח 3
מומנט הכוח 3 הוא שלילי מכיוון שכיוון סיבוב המוט הנגרם על ידי מומנט הכוח 3 הוא באותו כיוון כמו סיבוב מחוגי השעון.
מומנט הכוח המתקבל
גודל מומנט הכוח המתקבל הוא 3 ניוטון מטר. סימן שלילי למומנט הכוח המתקבל פירושו שכיוון הסיבוב של המוט הנגרם על ידי מומנט הכוח המתקבל זהה לכיוון הסיבוב של מחוג השעון.
התשובה הנכונה היא ב'.

https://gurumuda.net/physics/the-magnitude-of-net-torque-problems-and-solutions.htm

מקור השאלה:

שאלות בפיזיקה בבחינה הארצית לחטיבת ביניים/תיכון מקצועי