ნიუტონის კანონების ლიფტის ან ლიფტის სწორხაზოვან მოძრაობაზე გამოყენების მაგალითი

ნიუტონის კანონების ლიფტის ან აწევის სწორხაზოვან მოძრაობაზე გამოყენების შესახებ კითხვების 4 მაგალითი

1. ლიფტში 50 კგ მასის მქონე ადამიანი იმყოფება. გრავიტაციის აჩქარება = 10 მ/წმ.²განსაზღვრეთ ლიფტის იატაკის მიერ ადამიანზე მოქმედი ნორმალური ძალის სიდიდე, თუ:
(ა) ჩუმი ლიფტი
(ბ) ლიფტი მუდმივი სიჩქარით მოძრაობს ქვემოთ
(გ) ლიფტი 5 მ/წმ აჩქარებით მოძრაობს ზემოთ²
(დ) ლიფტი ქვევით მოძრაობს 5 მ/წმ აჩქარებით²
(ე) თავისუფალი ვარდნის ლიფტი
დისკუსია
დიკეტაჰუი :
ადამიანის მასა (მ) = 50 კგ
გრავიტაციის აჩქარება (g) = 10 მ/წმ²
ადამიანის წონა (w) = მგ = (50)(10) = 500 ნიუტონი
ჯავაბი :
(ა) ჩუმი ლიფტი
ლიფტი უძრავ მდგომარეობაშია, აჩქარება არ არის (a = 0) 
ზემოთ მიმართული ძალა დადებითია, ქვემოთ მიმართული ძალა კი უარყოფითი.
(ბ) ლიფტი მუდმივი სიჩქარით მოძრაობს ქვემოთ
ლიფტი მოძრაობს მუდმივი სიჩქარით, აჩქარება არ არის (a = 0)
ზემოთ მიმართული ძალა დადებითია, ქვემოთ მიმართული ძალა კი უარყოფითი.
(გ) ლიფტი 5 მ/წმ აჩქარებით მოძრაობს ზემოთ²
ლიფტი 5 მ/წმ აჩქარებით (a) ზევით მოძრაობს.²
ამწევი სხეულების მოძრაობის იმავე მიმართულებით მოქმედი ძალა დადებითია, ხოლო ამწევი სხეულების მოძრაობის საპირისპირო მიმართულებით მოქმედი ძალა უარყოფითია.
N – w = ma
N = w + ma
N = 500 + (50)(5)
N = 500 + 250
N = 750 ნიუტონი
ნორმალური ძალის სიდიდე (N) ტოლია წონისა (w), ამიტომ, როდესაც ლიფტი ზევით მოძრაობს, ადამიანის სხეული უფრო მძიმედ იგრძნობა. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, როდესაც ლიფტი ზევით მოძრაობს, ადამიანის აშკარა წონა იზრდება. თუ ადამიანი სასწორზე დგას, როდესაც ლიფტი ზევით მოძრაობს, სასწორი აჩვენებს, რომ ადამიანის მასა უფრო დიდია.
(დ) ლიფტი ქვევით მოძრაობს 5 მ/წმ აჩქარებით²
ლიფტი ქვევით მოძრაობს 5 მ/წმ აჩქარებით (a).²
ამწევი სხეულების მოძრაობის იმავე მიმართულებით მოქმედი ძალა დადებითია, ხოლო ამწევი სხეულების მოძრაობის საპირისპირო მიმართულებით მოქმედი ძალა უარყოფითია.
w – N = ma
N = w – ma
N = 500 – (50)(5)
N = 500 – 250
N = 250 ნიუტონი
ლიფტის ქვემოთ მოძრაობისას ადამიანის სხეული უფრო მსუბუქი ხდება. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ლიფტის ქვემოთ მოძრაობისას ადამიანის თვალსაჩინო წონა იზრდება. თუ ადამიანი სასწორზე იდგა, ლიფტის ქვემოთ მოძრაობისას სასწორი უფრო დაბალ მასას აჩვენებდა.
(ე) თავისუფალი ვარდნის ლიფტი
თავისუფალი ვარდნის ლიფტი ნიშნავს, რომ ლიფტი ქვევით მოძრაობს, სადაც ლიფტის აჩქარება (a) = გრავიტაციული აჩქარება (g). მაგალითად, g = 10 მ/წმ² შემდეგ a = 10 მ/წმ²
ამწევი სხეულების მოძრაობის იმავე მიმართულებით მოქმედი ძალა დადებითია, ხოლო ამწევი სხეულების მოძრაობის საპირისპირო მიმართულებით მოქმედი ძალა უარყოფითია.
w – N = ma
N = w – ma
N = 500 – (50)(10)
N = 500 – 500
N = 0
როდესაც ლიფტი თავისუფალ ვარდნაშია, ადამიანის აშკარა წონა ნულის ტოლია. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ადამიანი საკუთარ თავს უწონად აღიქვამს. თუ ადამიანი სასწორზე იდგა, ლიფტის ქვევით მოძრაობისას სასწორი მიუთითებდა, რომ მისი მასა ნულის ტოლია. ეს მდგომარეობა გრავიტაციის გარეშე სივრცეში ყოფნის მსგავსია.

2. განსაზღვრეთ დაჭიმვის ძალის სიდიდე ამწევი საყრდენი კაბელზე 2000 კგ მასით, თუ:
(ა) ჩუმი ლიფტი
(ბ) ლიფტი ქვევით მოძრაობს 5 მ/წმ აჩქარებით²
(გ) ლიფტი 5 მ/წმ აჩქარებით მოძრაობს ზემოთ²
(დ) თავისუფალი ვარდნის ლიფტი
ვივარაუდოთ, რომ გრავიტაციის აჩქარება (g) = 10 მ/წმ²
დისკუსია
დიკეტაჰუი :
ამწევი მასა (მ) = 2000 კგ
გრავიტაციის აჩქარება (g) = 10 მ/წმ²
აწევის წონა (w) = მგ = (2000)(10) = 20.000 ნიუტონი
ჯავაბი :
(ა) ჩუმი ლიფტი
ლიფტი უძრავ მდგომარეობაშია, აჩქარება არ არის (a = 0) 
ზემოთ მიმართული ძალა დადებითია, ქვემოთ მიმართული ძალა კი უარყოფითი.
როდესაც აწევა უძრავადაა, თოკზე დაჭიმვის ძალა (T) = აწევის წონა (w) = 20.000 ნიუტონი
(ბ) ლიფტი ქვევით მოძრაობს 5 მ/წმ აჩქარებით²
ლიფტი ქვევით მოძრაობს 5 მ/წმ აჩქარებით (a).²
ამწევი სხეულების მოძრაობის იმავე მიმართულებით მოქმედი ძალა დადებითია, ხოლო ამწევი სხეულების მოძრაობის საპირისპირო მიმართულებით მოქმედი ძალა უარყოფითია.
w – T = ma
T = w – ma
T = 20.000 – (2000)(5)
T = 20.000 – 10.000
T = 10.000 ნიუტონი
როდესაც ლიფტი ქვევით მოძრაობს, თოკზე (T) დაჭიმვის ძალა უფრო მცირე ხდება, ვიდრე მაშინ, როდესაც ლიფტი უძრავადაა.
(გ) ლიფტი 5 მ/წმ აჩქარებით მოძრაობს ზემოთ²
ლიფტი 5 მ/წმ აჩქარებით (a) ზევით მოძრაობს.²
ამწევი სხეულების მოძრაობის იმავე მიმართულებით მოქმედი ძალა დადებითია, ხოლო ამწევი სხეულების მოძრაობის საპირისპირო მიმართულებით მოქმედი ძალა უარყოფითია.
T – w = ma
T = w + ma
T = 20.000 + (2000)(5)
T = 20.000 + 10.000
T = 30.000 ნიუტონი
როდესაც ლიფტი ზემოთ მოძრაობს, თოკზე დაჭიმვის ძალა (T) უფრო მეტი ხდება, ვიდრე მაშინ, როდესაც ლიფტი უძრავადაა.

(დ) თავისუფალი ვარდნის ლიფტი
თავისუფალი ვარდნის ლიფტი ნიშნავს, რომ ლიფტი ქვევით მოძრაობს, სადაც ლიფტის აჩქარება (a) = გრავიტაციული აჩქარება (g). მაგალითად, g = 10 მ/წმ² შემდეგ a = 10 მ/წმ²
ამწევი სხეულების მოძრაობის იმავე მიმართულებით მოქმედი ძალა დადებითია, ხოლო ამწევი სხეულების მოძრაობის საპირისპირო მიმართულებით მოქმედი ძალა უარყოფითია.
w – T = ma
T = w – ma
T = 20.000 – (2000)(10)
T = 20.000 – 20.000
T = 0
როდესაც ლიფტი თავისუფალ ვარდნაშია, თოკის დაჭიმულობა (T) ნულის ტოლი ხდება. რადგან თოკის დაჭიმულობა ლიფტის წონის ტოლია, როდესაც თოკის დაჭიმულობა ნულის ტოლია, ლიფტის წონაც ნულის ტოლი ჩანს. ეს სიტუაცია მსგავსია იმ შემთხვევისა, როდესაც ობიექტი გრავიტაციულ ვაკუუმში ან სივრცეშია, სადაც გრავიტაციული ძალა არ არის.

ნიუტონის მოძრაობის კანონის გამოყენება ლიფტში

3. 60 კგ მასის მქონე ადამიანი იმყოფება ლიფტში, რომელიც ქვევით მოძრაობს 3 ms ^-2 აჩქარებით . თუ გრავიტაციის აჩქარება 10 ms ^-2- ია , მაშინ ლიფტის იატაკის მიერ ადამიანზე მოქმედი ნორმალური ძალის სიდიდეა...

ა. 180 ჩრ.
ბ. 200 ჩრ.
C. 340 N
დ. 420 ჩრ.
აღმ. 600 ჩრ.

დისკუსია
ცნობილია, რომ:
მასა (მ) = 60 კგ
ადამიანისა და ლიფტის აჩქარება (ა) = 3 მ/წმ²
გრავიტაციის აჩქარება (g) = 10 მ/წმ²

გრავიტაცია (w) = mg = (60)(10) = 600 ნიუტონი
კითხვა: ნორმალური ძალა (N)
პასუხი:

ლიფტში მყოფ ადამიანზე მოქმედებს ორი ძალა, კერძოდ, გრავიტაცია (w) და ლიფტის იატაკის მიერ ადამიანზე მოქმედი ნორმალური ძალა (N). არსებობს სამი ვექტორული სიდიდე: გრავიტაცია, ნორმალური ძალა და ლიფტის აჩქარება, სადაც გრავიტაცია მიმართულია ქვევით, ნორმალური ძალა - ზემოთ, ხოლო ლიფტის აჩქარება - ქვევით. ქვევით მიმართული ვექტორული სიდიდე დადებითი ნიშნით არის შერჩეული, ხოლო ზევით მიმართული ვექტორული სიდიდე - უარყოფითი ნიშნით.

∑F = ma
w – N = (60)(3)
600 – N = 180
N = 600 – 180
N = 420 ნიუტონი
სწორი პასუხია D.

4. რეზა, 40 კგ მასით, ლიფტშია, რომელიც ზემოთ მოძრაობს. თუ ლიფტის იატაკის ძალა რეზას ფეხებზე 520 ნ-ია და გრავიტაციის აჩქარება 10 ms ^-2- ია , მაშინ ლიფტის აჩქარება არის...

ა. 1,0 მილიწამი^-2
ბ. 1,5 მილიწამი^-2
C. 2,0 ms^-2
დ. 2,5 მილიწამი^-2
E. 3,0 ms^-2

დისკუსია
ცნობილია, რომ:
მასა (მ) = 40 კგ
ნორმალური ძალა (N) = 520 N
გრავიტაციის აჩქარება (g) = 10 მ/წმ²

გრავიტაციის ძალა (w) = mg = (40)(10) = 400 N
კითხვა: ლიფტის აჩქარება
პასუხი:
∑F = ma
400 – 520 = (40)(ა)
-120 = (40)(ა)
ა = -120/40
a = -3 მ/წმ²
ლიფტის აჩქარება 3 მ/წმ-ია.²უარყოფითი ნიშანი ნიშნავს, რომ ლიფტი ზემოთ მოძრაობს.
სწორი პასუხია ე.

კითხვის წყარო:

ეროვნული გამოცდის ფიზიკის კითხვები უფროსი საშუალო სკოლის/პროფესიული საშუალო სკოლისთვის