Көлбеу жазықтық сұрақтарының мысалы

Көлбеу жазықтық сұрақтарының 9 мысалы

Бұл сұрақты талқылауды жақсырақ түсіну үшін Ньютон заңдары , қалыпты күш және үйкеліс күші туралы материалды оқып шығыңыз .

1. Суретте көрсетілгендей, салмағы 5 кг блок тегіс көлбеу жазықтықта босатылды! (g = 10 мс ⁻² және tg 37 ^o = 3/4). Блоктың үдеуі...

A. 4,5 мс^-2

B. 6,0 мс ⁻²

C. 7,5 мс ⁻²

D. 8,0 мс ⁻²

E. 10,0 мс ⁻²

Талқылау

Белгілі болғандай:

м = 5 кг, г = 10 м/с ²

w = mg = (5)(10) = 50 N

төменгі жағының ұзындығы = 4

тік жағының ұзындығы = 3

Төменгі жағы = 4, ал тік жағы = 3 болғандықтан, гипотенуза = 5. Оны Пифагор формуласын қолданып дәлелдеуге болады.

Сұрақ: (a) блоктың үдеуін?

Жауап:

Блоктың қозғалуына себеп болатын күш w _x . Көлбеу жазықтық тегіс, сондықтан үйкеліс болмайды.

w_x = w sin θ = (w)(тік жағы / гипотенуза)

w _x = (50)(3/5)

w _x = 30 Ньютон

Блоктың үдеуі (a) қандай?

Σ F = ma

w _x = ma

30 = (5) a

а = 30 / 5

a = 6 м/с ²

Дұрыс жауап - B.

2. Суретке қараңыз! Блок алдымен тыныштықта болады, содан кейін көлбеу жазықтыққа параллель F күшімен жоғары қарай тартылады. Блоктың массасы 8 кг, үйкеліс коэффициенті µ _s = 0,5 және θ = 45 ^o . Блок дәл жоғары қарай қозғалуы үшін F күші ... болуы керек.

A. 40 N

B. 60 N

C. 60√2 N

D. 80 N

E. 80√2 N

Талқылау

Белгілі болғандай :

Статикалық үйкеліс коэффициенті (µ _s ) = 0,5

Бұрыш (θ) = 45 ^o

Ауырлық күшінің әсерінен үдеу (г) = 10 м/с ²

Блоктың массасы (м) = 8 килограмм

Блоктың салмағы (w) = мг = (8 кг)(10 м/с² ⁾ = 80 кг м/с² ⁼ 80 Ньютон

Сұрақ : Блок жоғары қарай қозғалатындай етіп әсер ететін F күшінің шамасы

Жауап :

Егер F ≥ wx + fs _{болса ,} блок жоғары қарай жылжиды.

Көлбеу жазықтыққа параллель ауырлық күшінің компоненті :

w _x = w sin θ = (80)(sin 45) = (80)(0,5√2) = 40√2

Көлбеу жазықтыққа перпендикуляр ауырлық күшінің компоненті :

w _y = w cos θ = (80)(cos 45) = (80)(0,5√2) = 40√2

Қалыпты күш :

N = w _y = 40√2

Статикалық үйкеліс күші :

f _s = µ _s N = (0,5)(40√2) = 20√2

Блок жоғары қарай қозғалатындай етіп әсер ететін F күшінің шамасы :

F ≥ w _x + f _s

F ≥ 40√2 + 20√2

F ≥ 60√2 Ньютон

Дұрыс жауап - C.

3. Массасы 8 кг блок келесі суретте көрсетілгендей кедір-бұдыр көлбеу жазықтыққа орналастырылған. Блоктың төмен сырғанауын болдырмау үшін қажетті минималды сыртқы күш... (sin 37o ⁼ 0,6, cos 37o ⁼ 0,8, g = 10 мс ^-2 , µ _k = 0,1)

A. 6,4 N

B. 4,6 N

C. 48,5 N

D. 54,4 N

Шығыс 68,8 N

Талқылау

Белгілі болғандай :

Блоктың массасы (м) = 8 кг

Ауырлық күшінің әсерінен үдеу (г) = 10 м/с ²

Блоктың салмағы (w) = mg = (8)(10) = 80 Ньютон

Sin 37 ^o = 0,6

Cos 37 ^o = 0,8

Кинетикалық үйкеліс коэффициенті (µk ₎ = 0,1

N = w _y = w cos 37 ^o = (80)(0,8) = 64 Ньютон

Сұрақ : Блоктың төмен сырғып кетпеуі үшін оны ұстап тұру үшін қажетті минималды сыртқы күш (F).

Джаваб :

Егер F = w _x болса, блок төмен сырғып кетпейді

Көлбеу жазықтыққа параллель ауырлық күшінің компоненті :

w _x = w sin θ = (80)(sin 37) = (80)(0,6) = 48

f _k = μ _k N = (0,1)(64) = 6,4

Блоктың төмен сырғып кетпеуі үшін ең аз күш F :

F + f _k – w _x = 0

F = w _x – f _k = 48 – 6,4 = 41,6 Ньютон

4. Массасы 5,0 кг дене 71 Н күшпен (g = 10 м/с ^-2 , sin 37 ^o = 0,6, cos 37 ^o = 0,8) кедір-бұдыр жазықтықпен арқанмен жоғары тартылады. Егер дене мен жазықтық арасындағы үйкеліс коэффициенті 0,4 болса, онда дененің сезінетін үдеуі...

A. 0,5 мс^-2

B. 2 мс ^-2

C. 2,5 мс ^-2

D. 3 мс ^-2

E. 5 мс ^-2

Талқылау

Белгілі болғандай :

Заттың массасы (м) = 5 кг

4. 2012/2013 SMA физика ұлттық емтихан сұрақтары SA 67 № 5

Салмағы 5,0 кг дене 71 Н күшпен (g = 10 м/с ^-2 , sin 37 ^o = 0,6, cos 37 ^o = 0,8) арқанмен кедір-бұдыр жазықтық бойымен жоғары тартылады. Егер дене мен жазықтық арасындағы үйкеліс коэффициенті 0,4 болса, онда дененің үдеуі...

A. 0,5 мс ^-2

B. 2 мс ^-2

C. 2,5 мс ^-2

D. 3 мс ^-2

E. 5 мс ^-2

Талқылау

Белгілі болғандай :

Заттың массасы (м) = 5 кг

Ауырлық күшінің әсерінен үдеу (г) = 10 м/с ²

Нысанның салмағы (w) = мг = (5)(10) = 50 Ньютон

F күші = 71 Ньютон

Sin 37 ^o = 0,6

Cos 37 ^o = 0,8

Үйкеліс коэффициенті = 0,4

Сұрақ : Нысанның үдеуі (a)

Жауап :

Нәтижелі күш

Алдымен объектіге әсер ететін күшті есептеңіз.

Көлбеу жазықтыққа параллель ауырлық күшінің компоненті :

w _x = w sin θ = (50)(sin 37) = (50)(0,6) = 30

Көлбеу жазықтыққа перпендикуляр ауырлық күшінің компоненті :

w _y = w cos θ = (50)(cos 37) = (50)(0,8) = 40

Қалыпты стиль :

N = w _y = 40

Кинетикалық үйкеліс күші :

f _k = µ _k N = (0,4)(40) = 16

Көлбеу жазықтыққа әсер ететін күш:

∑ F = F – w _x – f _k = 71 – 30 – 16 = 25 Ньютон

Нысанның үдеуі

Нысанның үдеуін Ньютонның екінші заңының формуласы бойынша есептейді:

a = ∑F / м = 25 / 5 = 5 м/с ²

Дұрыс жауап - Е.

5.
Суретке қараңыз! Блок алдымен тыныштықта болады, содан кейін көлбеу жазықтыққа параллель F күшімен жоғары қарай тартылады. Блоктың массасы 8 кг, үйкеліс коэффициенті µ._s = 0,5 және θ = 45^oБлок жоғары қарай қозғалуы үшін F күші ... болуы керек.

A. 40 N
B. 60 N
C. 60√2 N
D. 80 N
E. 80√2 N

Талқылау
Ол белгілі :
Коэффициент статикалық үйкеліс (µ_s) = 0,5
Бұрыш (θ) = 45^o
Ауырлық күшіне байланысты үдеу (г) = 10 м/с²
Блоктың массасы (м) = 8 килограмм
Блоктың салмағы (w) = мг = (8 кг)(10 м/с)²) = 80 кг м/с² = 80 Ньютон
Сұралған Блок жоғары қарай қозғалатындай етіп әсер ететін F күшінің шамасы
Джаваб :

Оң жақ блок жоғары қарай жылжиды, егер F ≥ w_x + f_s.
Көлбеу жазықтыққа параллель ауырлық күшінің компоненті :
w_x = w sin θ = (80)(sin 45) = (80)(0,5√2) = 40√2
Көлбеу жазықтыққа перпендикуляр ауырлық күшінің компоненті :
w_y = w cos θ = (80)(cos 45) = (80)(0,5√2) = 40√2
Қалыпты күш :
N = w_y = 40√2
Статикалық үйкеліс күші :
f_s = µ_s N = (0,5)(40√2) = 20√2
Блок жоғары қарай қозғалатындай етіп әсер ететін F күшінің шамасы :
F ≥ w_x + f_s
F ≥ 40√2 + 20√2
F ≥ 60√2 Ньютон
Дұрыс жауап - C.

6.
Төмендегі суретте көрсетілгендей, массасы 8 кг блок кедір-бұдыр көлбеу жазықтыққа орналастырылған. Блоктың төмен сырғанауын болдырмау үшін қажетті минималды сыртқы күш... (sin 37)^o = 0,6, cos 37^o = 0,8, г = 10 мс^-2, µ_k = 0,1)

A. 6,4 N
B. 4,6 N
C. 48,5 N
D. 54,4 N
Шығыс 68,8 N

Талқылау
Ол белгілі :
Блоктың массасы (м) = 8 кг
Ауырлық күшіне байланысты үдеу (г) = 10 м/с²
Блоктың салмағы (w) = mg = (8)(10) = 80 Ньютон
Күнә 37^o = 0,6
Себебі 37^o = 0,8
Кинетикалық үйкеліс коэффициенті (µ_k) = 0,1
Сұралған Блоктың төмен сырғып кетпеуі үшін оны ұстап тұратын ең аз сыртқы күш (F)
Джаваб :
Блок төмен сырғып кетпейді, егер F = w_x
Көлбеу жазықтыққа параллель ауырлық күшінің компоненті :
w_x = w sin θ = (80)(sin 37) = (80)(0,6) = 48
f_k = µ_k N = (0,1)(64) = 6,4
Блоктың төмен сырғып кетпеуі үшін ең аз күш F :
F + f_k - w_x = 0
F = w_x - f_k = 48 – 6,4 = 41,6 Ньютон

7.
Массасы 5,0 кг дене 71 Н (g = 10 м/с) күшпен кедір-бұдыр көлбеу жазықтықпен арқанмен жоғары тартылады.^-2, күнә 37^o = 0,6, cos 37^o = 0,8). Егер зат пен жазықтық арасындағы үйкеліс коэффициенті 0,4 болса, онда заттың сезінетін үдеуі...
A. 0,5 мс^-2
B. 2 мс^-2
C. 2,5 мс^-2
D. 3 мс^-2
E. 5 мс^-2
Талқылау
Ол белгілі :
Заттың массасы (м) = 5 кг
Ауырлық күшіне байланысты үдеу (г) = 10 м/с²
Нысанның салмағы (w) = мг = (5)(10) = 50 Ньютон
F күші = 71 Ньютон
Күнә 37^o = 0,6
Себебі 37^o = 0,8
Үйкеліс коэффициенті = 0,4
Сұралған Нысанның үдеуі (a)
Джаваб :
Нәтижелі күш
Алдымен объектіге әсер ететін күшті есептеңіз.
Көлбеу жазықтыққа параллель ауырлық күшінің компоненті :
w_x = w sin θ = (50)(sin 37) = (50)(0,6) = 30
Көлбеу жазықтыққа перпендикуляр ауырлық күшінің компоненті :
w_y = w cos θ = (50)(cos 37) = (50)(0,8) = 40
Қалыпты күш :
N = w_y = 40
Кинетикалық үйкеліс күші :
f_k = µ_k N = (0,4)(40) = 16
Көлбеу жазықтыққа әсер ететін күш:
∑F = F – w_x - f_k = 71 – 30 – 16 = 25 Ньютон
Нысанның үдеуі
Нысанның үдеуін Ньютонның екінші заңының формуласы бойынша есептейді:
a = ∑F / м = 25 / 5 = 5 м/с²
Дұрыс жауап - Е.

8. Суретке қараңыз! Блок алдымен тыныштықта болады, содан кейін көлбеу жазықтыққа параллель F күшімен жоғары қарай тартылады. Блоктың массасы 2 кг, статикалық үйкеліс коэффициенті = 0,3 және бұрышы = 45 ^{o . Блок дәл жоғары қарай қозғалуы үшін F күші ... g = 10 м/с 2} болуы керек .

Талқылау
Белгілі болғандай:
м = 2 кг, г = 10 м/с², = 45^o, μ_s = 0,3
Сұрақ: Блок дәл жоғары қарай қозғалуы үшін F күші қандай болуы керек?
Жауап:

Ақпарат: F = созылу күші, w = ауырлық күші, w_x = көлбеу жазықтықтың бетіне параллель блок салмағының компоненті, w_y = көлбеу жазықтық бетіне перпендикуляр блок салмағының компоненті, N = қалыпты күш, f_s = статикалық үйкеліс күші.

Сұрақта статикалық үйкеліс коэффициенті белгілі, бұл көлбеу жазықтықтың беті кедір-бұдыр екенін білдіреді, сондықтан блоктың қозғалысын тежейтін үйкеліс күші бар.
Блок жоғары қарай қозғалуы үшін F күші w-ға тең болуы керек._x +f_sF w-дан үлкен болғанда, нысан жоғары қарай қозғалады._x +f_s.

w = mg = (2)(10) = 20 Ньютон
w_x = w sin 45^o = (20)(½ √2) = 10√2 Ньютон
w_y = w cos 45^o = (20)(½√2) = 10√2 Ньютон
N = w_y = 10√2
f_s = μ_s N = (0,3)(10√2) = 3√2 Ньютон

Сонда блок жоғары қарай жылжиды:
F = w_x +f_s = 10√2 + 3√2= 13√2 Ньютон
Дұрыс жауап - C.

9. Массасы 2 кг дене төмендегі суретте көрсетілгендей көлбеу жазықтыққа орналастырылған. Егер блок пен көлбеу жазықтық арасындағы статикалық үйкеліс коэффициенті 0,2√3 және g = 10 мс ^–2 болса , онда денені қозғалтатын нәтижелік күш...

Талқылау
Белгілі болғандай:
м = 2 кг, г = 10 м/с², = 30^o, μ_s = 0,2√3
Сұрақ қойылды: Затты қозғалтатын күш?

Жауап:

Үйкеліс әрқашан заттың қозғалысын тежейді, сондықтан үйкеліс күшінің бағыты заттың қозғалыс бағытына қарама-қарсы ретінде бейнеленеді. Зат төмен қарай қозғалады деп есептеледі, сондықтан үйкеліс күші жоғары қарай бейнеленеді. Зат төмен қарай қозғалады деп есептеледі, себебі оны жоғары қарай тартатын күш жоқ.
w = mg = (2)(10) = 20 Ньютон
w_x = w sin 30^o = (20)( ½ ) = 10 Ньютон
w_y = w cos 30^o = (20)( ½ √3) = 10√3 Ньютон
N = w_y = 10√3 Ньютон
f_s = μ_s N = (0,2√3)(10√3) = (2)(3) = 6 Ньютон
Объектіні қозғалтатын күш келесідей нәтиже береді:
F = w_x - f_s = 10 – 6 = 4 Ньютон
w_x f-тан үлкен_s сондықтан нысан w бағытында төмен қарай қозғалады_x.
Дұрыс жауап - А.

Сұрақ көзі:

Жоғары сынып/кәсіптік орта мектепке арналған физикадан ұлттық емтихан сұрақтары