뉴턴 법칙의 20가지 예시
뉴턴의 제1법칙
1. 물체에 작용하는 알짜힘이 0이면, ...
(1) 물체는 가속되지 않습니다
(2) 물체는 항상 정지해 있다
(3) 물체의 속도 변화는 0이다
(4) 물체가 일정한 속도로 직선 운동을 하는 것은 불가능하다
사실은…
A. (1), (2) 및 (3)
B. (1) 및 (3)만
C. (2) 및 (4)만 해당
D. (4)만
E. (1), (2), (3) 및 (4)
논의
정답은 다음과 같습니다.
(1) 물체는 가속되지 않습니다
합력은 물체를 가속시킵니다. 만약 합력이 0이면 물체는 가속되지 않습니다.
(2) 물체는 항상 정지 상태에 있다
뉴턴의 제1법칙은 물체에 작용하는 알짜힘이 0이면 정지해 있는 물체는 정지 상태를 유지하고 , 일정한 속도로 움직이는 물체(등속 운동)는 일정한 속도로 계속 움직인다는 것입니다.
(3) 물체의 속도 변화는 0이다
속도 변화량 = 가속도. 물체의 속도 변화량이 0이면 물체의 가속도도 0입니다. 가속도가 0이면 물체에 작용하는 알짜힘도 0입니다.
정답은 A입니다.
엘리베이터 안의 물건들
2. 샌디가 정지해 있는 엘리베이터 안에 있을 때, 그의 몸무게는 500N입니다. 중력 가속도는 10ms⁻²입니다 . 엘리베이터가 가속할 때, 로프의 장력은 750N이 됩니다. 따라서 엘리베이터의 가속도는…
A. 5,0ms –2
B. 7,5ms –2
C. 10,0 ms –2
D. 12,5ms –2
E. 15,0ms –2
논의
알려진 바에 따르면:
코드 중량(w) = 500 뉴턴 = 500 kg ms⁻² ( 엘리베이터 정지 상태)
중력 가속도(g) = 10 m s⁻²
비밀번호 질량(m) = 500 / 10 = 50 kg
로프 장력(T) = 750 N (엘리베이터 가속 시)
엘리베이터의 질량은 무시한다.
질문: 엘리베이터의 가속도는 얼마입니까?
답변 :
엘리베이터는 정지 상태이며 가속도가 없습니다(a = 0). 위쪽 방향의 힘은 양수이고 아래쪽 방향의 힘은 음수입니다.
ΣF = ma
T – w = 0
T = w
T = 500 뉴턴
엘리베이터가 아래쪽으로 가속하면 로프에 작용하는 장력은 500뉴턴 미만이 됩니다. 반대로 엘리베이터가 위쪽으로 가속하면 로프에 작용하는 장력은 500뉴턴보다 커집니다.
로프의 장력이 750N이 되어 엘리베이터가 위쪽으로 가속됩니다. 엘리베이터의 운동 방향과 같은 방향의 힘은 양의 값이고, 반대 방향의 힘은 음의 값입니다.
T – w = ma
750 – 500 = 50
250 = 50 a
에이 = 250 / 50
a = 5,0ms –2
정답은 A입니다.
3. 질량이 60kg인 사람이 3ms⁻²의 가속도로 아래쪽으로 움직이는 엘리베이터 안에 있습니다 . 중력 가속도가 10ms⁻²일 때 , 엘리베이터 바닥이 사람에게 작용하는 수직항력의 크기는 얼마입니까?
A. 180 N
B. 200 N
C. 340 N
D. 420 N
동 600 북
논의
알려진 바에 따르면:
질량(m) = 60kg
사람과 엘리베이터의 가속도(a) = 3 m/ s²
중력 가속도(g) = 10 m/ s²
중력(w) = mg = (60)(10) = 600 뉴턴
질문: 수직항력(N)
답변 :
엘리베이터 안에 있는 사람에게는 중력(w)과 엘리베이터 바닥이 사람에게 가하는 수직항력(N)이라는 두 가지 힘이 작용합니다. 중력, 수직항력, 엘리베이터 가속도는 세 가지 벡터량이며, 중력은 아래 방향, 수직항력은 위 방향, 엘리베이터 가속도는 아래 방향입니다. 아래 방향 벡터량은 양의 부호를, 위 방향 벡터량은 음의 부호를 갖도록 선택합니다.
∑ F = ma
w – N = (60)(3)
600 – N = 180
N = 600 – 180
N = 420 뉴턴
정답은 D입니다.
4. 질량이 40kg인 레자가 위쪽으로 움직이는 엘리베이터 안에 있습니다. 엘리베이터 바닥이 레자의 발에 가하는 힘이 520N이고 중력 가속도가 10m/ s² 일 때 , 엘리베이터의 가속도는 얼마입니까?
A. 1,0ms -2
B. 1,5ms -2
C. 2,0 ms -2
D. 2,5ms -2
예: 3,0ms -2
논의
알려진 바에 따르면:
질량(m) = 40kg
수직항력(N) = 520 N
중력 가속도(g) = 10 m/ s²
중력(w) = mg = (40)(10) = 400 N
질문: 엘리베이터의 가속도는 얼마입니까?
답변 :
∑ F = ma
400 – 520 = (40)(a)
-120 = (40)(a)
a = -120/40
a = -3 m/ s²
엘리베이터의 가속도는 3m/s²입니다 . 음수 부호는 엘리베이터가 위쪽으로 움직이고 있음을 의미합니다.
5. 질량이 60kg인 사람이 3ms⁻²의 가속도로 아래쪽으로 움직이는 엘리베이터 안에 있습니다 . 사람의 발이 엘리베이터 바닥에 가하는 압력은 얼마입니까?
논의
알려진 바에 따르면:
사람의 질량(m) = 60kg
사람의 무게(w) = mg = (60 kg)(10 m/s² ) = 600 kg m/s² = 600 뉴턴
엘리베이터 가속도(a) = 3 m/s² , 아래쪽 방향.
질문: 사람이 엘리베이터 바닥에 발로 가하는 압력은 얼마나 될까요?
답변 :
엘리베이터가 3 m/s²의 가속도(a)로 아래쪽으로 움직입니다 . 엘리베이터 의 운동 방향과 같은 방향의 힘은 양수이고, 엘리베이터의 운동 방향과 반대 방향의 힘은 음수입니다.
w – N = ma
N = w – ma
N = 600 – (60)(3)
N = 600 – 180
N = 420 뉴턴
이는 엘리베이터 바닥이 사람에게 가하는 수직항력입니다. 사람이 엘리베이터 안에서 정지해 있으므로 수직항력의 크기는 사람의 체감 무게와 같습니다. 체감 무게는 사람의 발이 바닥에 가하는 압력과 같습니다.
풀리 로프 하중 시스템
6. 질량이 각각 6kg과 2kg인 두 물체 A와 B가 그림과 같이 도르래에 밧줄로 묶여 있습니다. 밧줄과 도르래 사이의 마찰을 무시하고 중력 가속도 g = 10 ms⁻²일 때 , 밧줄의 장력은 얼마입니까?
A. 20 N
B. 24 N
C. 27 N
D. 30 N
동 50 북
논의
알려진 바에 따르면:
m A = 6kg, m B = 2kg, g = 10m/s 2
w A = m A g = (6 kg)(10 m/s² ) = 60 kg m/ s²
w B = m B g = (2 kg)(10 m/s² ) = 20 kg m/ s²
질문: 밧줄의 장력(T)은 얼마입니까?
답변 :
w A > w B 이므로 시스템은 반시계 방향으로 움직입니다 (m A는 아래로, m B 는 위로 움직입니다).
가속
ΣF = ma
w A – w B = (m A + m B ) a
60 – 20 = (6 + 2) a
40 = (8) a
a = 40 / 8 = 5 m/ s²
로프 장력
m A는 아래로 움직입니다
w A – T A = m A a
60 – T A = (6)(5)
60 – TA = 30
TA = 60 – 30
T 2 = 30 뉴턴
m B가 위로 움직입니다
T B – w B = m B a
T B – 20 = (2)(5)
T B – 20 = 10
T B = 10 + 20
T 1 = 30 뉴턴
줄의 장력(T) = 30 뉴턴.
정답은 D입니다.
7. 옆 그림을 보세요! 줄과 도르래의 마찰은 무시합니다. 질량 A = 5 kg, g = 10 m s⁻²이고 A가 2,5 m s⁻²의 가속도로 아래쪽으로 움직일 때 , B 의 질량은 얼마입니까?
A. 0,5kg
B. 1kg
C. 1,5kg
D. 2kg
예: 3kg
논의
알려진 바에 따르면:
질량 A (m A ) = 5 kg
중력 가속도(g) = 10 m/ s²
가속도 A 또는 시스템 가속도(a) = 2,5 m/ s²
무게 A (w A ) = (m A )(g) = (5)(10) = 50 뉴턴
질문: B의 질량은 얼마입니까(mB )?
답변 :
블록 A가 아래로 이동하므로 A의 무게(wA ) 는 B의 무게(wB)보다 큽니다.
뉴턴의 제2법칙을 적용하십시오:
ΣF = ma
w A – w B = (m A + m B ) a
50 – (m B )(10) = (5 + m B ) (2,5)
50 – 10 m B = 12,5 + 2,5 m B
50 – 12,5 = 2,5m B + 10m B
37,5 = 12,5m B
m B = 3kg
정답은 E입니다.
8. 질량이 각각 2kg과 3kg인 두 물체가 밧줄로 묶여 있고, 그림과 같이 질량은 무시할 수 있는 도르래에 연결되어 있다.
중력가속도의 크기가 10 ms⁻²일 때 , 시스템이 받는 줄의 장력은 다음과 같습니다...
A. 20 N
B. 24 N
C. 27 N
D. 30 N
동 50 북
논의
알려진 바에 따르면:
m1 = 2kg, m2 = 3kg, g = 10m / s²
w 1 = (m 1 )(g) = (2 kg)(10 m/s 2 ) = 20 kg m/s 2 또는 20 뉴턴
w 2 = (m 2 )(g) = (3 kg)(10 m/s 2 ) = 30 kg m/s 2 또는 30 뉴턴
질문: 밧줄의 장력(T)은 얼마입니까?
답변 :
w 2 > w 1 이므로 시스템은 시계 방향으로 움직입니다 (m 2는 아래로, m 1 은 위로 움직입니다).
가속
ΣF = ma
w 2 – w 1 = (m 1 + m 2 ) a
30 – 20 = (2 + 3) a
10 = (5) a
a = 10 / 5 = 2 m/ s².
로프 장력
m 2 가 아래로 이동합니다
w 2 – T 2 = m 2 a
30 – T 2 = (3)(2)
30 – T 2 = 6
T 2 = 30 – 6
T 2 = 24 뉴턴
m 1 이 위로 움직입니다
T 1 – w 1 = m 1 a
T 1 – 20 = (2)(2)
T 1 – 20 = 4
T 1 = 20 + 4
T 1 = 24 뉴턴
줄의 장력(T) = 24 뉴턴.
정답은 B입니다.
9. 그림과 같이 두 블록이 매끄러운 도르래로 연결되어 있고 도르래의 질량은 무시할 수 있습니다. 질량 A = m A , 질량 B = m B 이고 블록 B는 가속도 a로 낙하합니다. 중력 가속도가 g일 때, 블록 B에 작용하는 줄의 장력의 크기는 얼마입니까?
A. T = mB.a
B. T = m A (a – g)
C. T = m A (g – a)
D. T = m B (a – g)
E. T = m B (g – a)
논의
평평한 표면은 매끄럽기 때문에 블록 A의 움직임을 방해하는 마찰력이 없습니다. 블록 시스템을 움직이는 힘은 블록 B의 무게입니다.
시스템의 가속도를 계산하십시오.
로프의 장력(T)을 계산하세요.
예를 들어 물체 A의 움직임을 생각해 봅시다. A는 오른쪽으로 움직입니다.
방정식 1 의 m A를 방정식 2 의 m A 로 대체합니다.
정답은 E입니다.
10. 질량이 10kg인 블록이 거친 바닥에 놓여 있고 수평 방향의 힘 F가 작용하고 있다. 정지 마찰 계수가 μ일 때,s = 0,5이고 운동 마찰 계수는 μ입니다.k = 0,3. 블록이 막 움직이기 시작할 때의 마찰력의 크기를 구하십시오. (g = 10 m/s²)2)
논의
물체를 당기는 힘의 크기가 최대 정지 마찰력의 크기와 같을 때, 물체는 정확히 움직입니다. 정지 마찰력은 물체가 아직 움직이지 않은 상태에서, 즉 물체가 움직이기 직전일 때 최대값을 가집니다. 반대로 운동 마찰력은 물체가 이미 움직이고 있을 때, 즉 물체에 작용하여 물체의 움직임을 방해합니다.
알려진 바에 따르면:
질문: 최대 정지 마찰력(f)s)?
답변 :
그림과 같이 물체가 평평한 표면에 놓여 있다면, 수직항력의 크기는 물체의 무게와 같습니다.
수직항력(N) = 중력(w) = 100 뉴턴
최대 정지 마찰력 공식:
운동 마찰 계수는 계산에 사용되지 않습니다.
11. 두 블록이 수평 방향의 힘 F = 20 N으로 당겨지는 가벼운 줄로 연결되어 있습니다(그림 참조). 만약 g = 10 m/s²라면,- 2 물체와 표면 사이의 운동 마찰 계수가 0,1일 때, 물체의 가속도의 크기를 구하시오.
논의
알려진 바에 따르면:
질문: 블록의 가속도(a)는 얼마입니까?
답변 :
12. 질량이 2kg인 블록 A와 질량이 4kg인 블록 B가 그림과 같이 배치되어 있다. 바닥의 마찰 계수가 블록 B의 마찰 계수의 3배일 때, 블록 A는 5m/s²의 가속도로 움직일 것이다.- 2그러므로 블록 A와 바닥 사이의 마찰력과 블록 A와 B 사이의 마찰력의 비율은 g = 10 m/s²입니다.2
논의
알려진 바에 따르면:
질문:
블록 A와 바닥 사이의 마찰력 비교 (f)s A블록 A와 B 사이의 마찰력(f)을 고려했을 때s B)?
답변 :
13. 옆 그림을 보세요! 각 블록의 질량은 m입니다.1 = 2kg 및 m2 평면의 질량은 3kg이고 도르래의 질량은 무시합니다. 평면 표면이 매끄럽고 g = 10ms²일 때,- 2그러면 시스템의 가속도는 …입니다.
A. 0,5ms- 2
B. 2,0ms- 2
C. 2,5ms- 2
D. 4,0ms- 2
예: 6,0ms- 2
논의
알려진 바에 따르면:
m1 = 2kg, m2 = 3kg, g = 10ms- 2
w2 =m2 g = (3)(10) = 30 kg m/s2 또는 30뉴턴
질문: 시스템 (a)의 가속도는 얼마입니까?
답변 :
14. 그림과 같이 질량 m을 가진 물체가 매끄러운 도르래를 통과하는 줄에 연결되어 있습니다. 만약 m이1 = 2kg, m2 = 3kg, g = 10ms-2그렇다면 밧줄의 장력 T의 크기는…
A. 10,2 N
B. 13,3 N
C. 15,5 N
D. 18,3 N
동 24,0 북
논의
알려진 바에 따르면:
m1 = 2kg, m2 = 3kg, g = 10ms-2
w1 = (2)(10) = 20 뉴턴
w2 = (3)(10) = 30 뉴턴
질문: 밧줄에 작용하는 장력(T)의 크기는 얼마입니까?
답변 :
w2 = 30 뉴턴은 w보다 큽니다1 = 20뉴턴이므로 m2 아래로 이동하세요, m1 위로 올라가세요.
뉴턴의 제2법칙 공식:
밧줄의 장력은 얼마입니까?
시스템의 운동 방향 또는 시스템의 가속도 방향에 따라 중력의 방향이 결정됩니다.2 아래쪽으로, m에 작용하는 로프 장력의 방향2 맨 위로 :
w2 - T2 =m2 a
30 – 티2 = (3)(2)
30 – 티2 = 6
T2 = 30 - 6
T2 = 24 뉴턴
중력 방향 m1 아래쪽으로, m에 작용하는 로프 장력의 방향1 맨 위로 :
T1 -w1 = (m1)(에이)
T1 – 20 = (2)(2)
T1 - 20 = 4
T1 = 4 + 20
T1 = 24 뉴턴
로프 장력(T) = T1 = T2 = 24뉴턴.
15. 그림과 같이 질량이 각각 4kg인 두 개의 블록이 밧줄과 도르래로 연결되어 있습니다. 표면과 도르래는 매끄럽습니다. 블록 B를 수평 방향으로 50N의 힘으로 당길 때, 블록의 가속도는 얼마입니까? (g = 10 m/s²)2)
A. 1,25m/s2
B. 7,5m/s2
C. 10 m/s2
D. 12,5 m/s2
E. 15 m/s2
논의
알려진 바에 따르면:
mA = 4kg, mB = 4kg, g = 10m/s²2
wA = (mA)(g) = 4)(10) = 40 뉴턴
F = 50 뉴턴
질문: 시스템 가속이란 무엇인가요?
답변 :
뉴턴의 제2법칙 공식:
두 블록의 가속도는 모두 1,25 m/s²입니다.2두 블록의 이동 방향은 인장력 F의 방향과 같습니다.
16. 옆 그림을 보세요! 블록의 질량은 m1 = 6kg, m2 = 4kg이고, 도르래의 질량은 무시합니다. 평면이 매끄럽고 중력 가속도가 g = 10m/s²일 때 , 시스템 의 가속도는 얼마일까요?
A. 0,5ms- 2
B. 2,0ms- 2
C. 2,5ms- 2
D. 4,0ms- 2
예: 5,0ms- 2
논의
알려진 바에 따르면:
m1 = 6kg, m2 = 4kg, g = 10m/s²2
w1 =m1 g = (6 kg)(10 m/s2) = 60 kg m/s2 또는 60뉴턴
w2 =m2 g = (4 kg)(10 m/s2) = 40 kg m/s2 또는 40뉴턴
질문: 시스템 (a)의 가속도는 얼마입니까?
답변 :
m1마찰이 없는 매끄럽고 평평한 표면에 놓여 있으므로 시스템은 다음과 같은 힘에 의해 구동됩니다. 중력 블록 2.
적용하다 뉴턴의 제2법칙 :
∑F = ma
w2 = (m1 +m2)에
40 N = (6 kg + 4 kg) a
40 N = (10 kg) a
a = 40 N / 10 kg
a = 4 m/s2
정답은 D입니다.
17. 그림과 같이 질량이 각각 2kg인 두 개의 블록이 밧줄과 도르래로 연결되어 있습니다. 표면과 도르래는 매끄럽습니다. 블록 B를 수평 방향으로 40N의 힘으로 당길 때, 블록의 가속도는 얼마입니까? (g = 10 m/ s² )
A. 5m/s2
B. 7,5m/s2
C. 10 m/s2
D. 12,5 m/s2
E. 15 m/s2
논의 :
알려진 바에 따르면:
mA =mB = 2kg, g = 10m/s²2F = 40 N
wA = mg = (2)(10) = 20 N
질문: 블록의 가속도(a)는 얼마입니까?
답변 :
블록의 표면이 매끄럽기 때문에 블록의 움직임에 영향을 미치는 힘은 단지 힘 F 그리고 블록 A의 무게.
뉴턴의 제2법칙을 적용하십시오:
∑F = ma
F – wA = (mA +mB)에
40 – 20 = (2 + 2) a
20 = (4) a
에이 = 20 / 4
a = 5 m/s2
정답은 A입니다.
경사면
18. 질량이 2kg인 블록이 경사각이 30°인 매끄러운 경사면 위에 놓여 있습니다.o따라서 블록은 일정한 가속도로 움직입니다. 만약 g = 10 m/s²라면- 2그렇다면 블록을 움직이는 힘의 크기는...
A. 5 N
B. 6 N
C. 7 N
D. 8 N
동 10 북
논의
알려진 바에 따르면:
m = 2 kg, g = 10 m/s2, 세타 = 30o
w = mg = (2)(10) = 20 kg m/s2 = 20N
질문: 어떤 힘이 블록을 움직이게 합니까?
답변 :
블록을 움직이는 힘은 w입니다.x.
wx = w sin teta
wx = (20 N)(sin 30o)
wx = (20 N)(0,5)
wx = 10N
블록을 움직이는 힘은 10뉴턴입니다.
정답은 E입니다.
19. 두 블록이 수평 방향의 힘 F = 24 N으로 당겨지는 가벼운 줄로 연결되어 있습니다. g = 10 m/s²- 2 바닥면은 미끄럽습니다. 뉴턴의 제2법칙을 이용하여 각 물체에 대한 블록의 가속도의 크기는 다음과 같습니다...
논의
알려진 바에 따르면:
m1 = 2kg, m2 무게 = 4kg, F = 24N
질문: 블록의 가속도(a)는 얼마입니까?
답변 :
블록의 가속도 크기는 4m/s²입니다.2.
20. 정지한 엘리베이터 안에 있을 때 샌디의 몸무게는 500N입니다. 중력 가속도는 10 m²/s²입니다.- 2엘리베이터가 가속할 때 로프의 장력은 750N이 됩니다. 따라서 엘리베이터의 가속도는...
A. 5,0ms- 2
B. 7,5ms- 2
C. 10,0ms- 2
D. 12,5ms- 2
예: 15,0ms- 2
논의
알려진 바에 따르면:
w = 500 N, g = 10 m/s2, T = 750 N
질문: 엘리베이터 가속도(a)는 얼마입니까?
답변 :
비밀번호 대량 입력:
w = mg
500 = m (10)
m = 500/10
m = 50kg
엘리베이터의 질량은 알려지지 않았으므로 엘리베이터와 내용물의 총 질량은 코드의 질량과 같습니다.
뉴턴의 제1법칙에 따르면 엘리베이터가 정지해 있으면 알짜힘은 0입니다.
엘리베이터가 정지해 있을 때 로프의 장력(T)은 500N입니다.
엘리베이터가 가속할 때 로프 장력(T)은 750N이 되거나 250N 증가합니다.
엘리베이터의 가속도는 5m/s²입니다.2 가속도의 방향은 엘리베이터의 이동 방향이 위쪽임을 의미합니다.
질문 출처:
고등학교/직업고등학교 물리 국가시험 문제
