Pavyzdiniai klausimai ir jėgų, veikiančių pasvirusias plokštumas, formulės
1. Pastovi horizontali 50 N jėga veikia m = 5 kg masės bloką. Blokas juda aukštyn pradiniu greičiu v o = 4 m/s išilgai šiurkščios pasvirusios plokštumos, kurios pasvirimo kampas θ (tan θ = ¾). Bloko ir pasvirusios plokštumos paviršiaus kinetinės trinties koeficientas yra μ k = 0,2. Bloko nuvažiuotas atstumas iki galutinio sustojimo yra…
A. 10 m
B. 12 m
C. 15 m
D. 18 m
E. 22 m
w = gravitacija
w x = gravitacijos komponentė x ašyje
w y = gravitacijos komponentė y ašyje
F = pastovi horizontali jėga
F x = jėgos komponentė x ašyje
Fy = jėgos komponentė y ašyje
N = normali jėga
fk = kinetinė trinties jėga
w = mg = 5 (10) = 50 N
w x = w sin θ = 50 (3/5) = 30 N
w y = w cos θ = 50 (4/5) = 40 N
F = 50 N
F x = F cos θ = 50 (4/5) = 40 N
F y = F sin θ = 50 (3/5) = 30 N
N = wy + Fy = 40 + 30 = 70 N
f k = μ k N = 0,2 (70) = 14 N
Taikykite antrąjį Niutono dėsnį:
ΣF = ma
Fx – wx – fk = ma
40-30-14 = 5 a
-4 = 5 a
a = -4/5 m/ s²
Norėdami apskaičiuoti atstumą, kurį blokas nuvažiuoja prieš sustodamas, naudokite GLBB formulę.
Yra žinoma:
Pradinis greitis (v4 ) = 0 m/s
Lėtėjimas (a) = -4/5 m/ s²
Galutinis greitis (vt ) = 0
Klausiama: Nuvažiuotas atstumas (s)
Džawabas:
vt² = v0² + 2 kaip
0 = 4 2 + 2 (-4/5) s
0 = 16 – 8/5 s
16 = 8/5 s
16 (5) = 8 s
80 = 8 s
s = 80/8
s = 10 metrų
Teisingas atsakymas yra A.
2. Blokas iš ramybės būsenos juda žemyn ilga nuožulnia plokštuma. Pirmoji nuožulnioji atkarpa yra lygi, o kita – žemyn iki apačios – nelygi. Pajudėjęs nelygiąja atkarpa, blokas sustoja. Šiuo atveju…
(1) bendras bloko darbas nėra lygus nuliui
(2) gravitacijos jėgos atliktas darbas turi teigiamą vertę
(3) gravitacijos jėgos atliktas darbas yra lygus bloko potencialinės energijos pokyčiui
(4) trinties jėgos atliktas darbas nėra lygus nuliui
Pembahasanas
Objektą veikia dvi jėgos: gravitacija ir trintis.
Kai objektas juda lygiu pasvirusiu paviršiumi, jį veikia tik sunkio jėga. Kai objektas juda šiurkščiu pasvirusiu paviršiumi, be sunkio jėgos, jį veikia ir trinties jėga.
1. Bendras bloko darbas nėra lygus nuliui.
Jei bendras darbas lygus nuliui, poslinkio nėra. Blokas patiria poslinkį, todėl bendras darbas nėra lygus nuliui.
1 teiginys yra teisingas
2. Gravitacinės jėgos atliktas darbas turi teigiamą vertę
Gravitacinės jėgos atliktas darbas yra teigiamas, nes gravitacinės jėgos kryptis (žemyn) sutampa su objekto poslinkio kryptimi (žemyn).
2 teiginys yra teisingas
3. Gravitacinės jėgos atliktas darbas yra lygus bloko gravitacinės potencialinės energijos pokyčiui, šiuo atveju teigiamas gravitacinės jėgos atliktas darbas lemia bloko gravitacinės potencialinės energijos sumažėjimą.
3 teiginys yra teisingas
4. Trinties atliekamas darbas nėra lygus nuliui, nes objektas patiria poslinkį ir poslinkio metu veikia trinties jėga.
4 teiginys yra teisingas
Judėjimas lygia pasvirusia plokštuma
3. Kubas, slystantis žemyn nuožulnia plokštuma be trinties, patirs pastovų pagreitį.
Sebabas
Nesant trinties, objekto pagreitis yra lygus gravitacijos pagreičiui.
Pembahasanas
Jei nėra trinties, kubas slysta žemyn pastoviu pagreičiu. Laisvo kritimo metu objektas krenta pagreičiu g, kur g yra gravitacijos pagreitis.
Tuo tarpu nuožulniąja plokštuma objektas slysta žemyn su pagreičiu gx, kur gx vertė yra mažesnė už gravitacijos pagreitį. Gx vertė taip pat priklauso nuo polinkio kampo dydžio.
Klausimų šaltinis
SBMPTN fizikos klausimai
