Ньютоны хуулийг лифт эсвэл цахилгаан шатны шулуун хөдөлгөөнд хэрэглэх жишээ

Ньютоны хуулийг цахилгаан шат эсвэл цахилгаан шатны шулуун хөдөлгөөнд хэрэглэх талаархи 4 жишээ асуулт

1. 50 кг жинтэй хүн цахилгаан шатанд байна. Таталцлын хүчнээс үүдэлтэй хурдатгал = 10 м/с²Дараах тохиолдолд лифтний шалнаас хүнд үйлчлэх хэвийн хүчний хэмжээг тодорхойлно уу:
(a) чимээгүй цахилгаан шат
(b) цахилгаан шат тогтмол хурдтайгаар доош хөдөлдөг
(c) цахилгаан шат 5 м/с хурдатгалтайгаар дээшээ хөдөлнө²
(d) цахилгаан шат 5 м/с хурдатгалтайгаар доош хөдөлж байна²
(e) чөлөөт уналтын цахилгаан шат
Хэлэлцүүлэг
Энэ нь мэдэгдэж байна :
Хүний жин (м) = 50 кг
Таталцлын хүчнээс үүдэлтэй хурдатгал (g) = 10 м/с²
Хүний жин (w) = мг = (50)(10) = 500 Ньютон
Жаваб :
(a) чимээгүй цахилгаан шат
Цахилгаан шат тайван байдалд байгаа бөгөөд хурдатгал байхгүй (a = 0) 
Дээш чиглэсэн хүч эерэг, доош чиглэсэн хүч сөрөг байна.
(b) цахилгаан шат тогтмол хурдтайгаар доош хөдөлдөг
Цахилгаан шат тогтмол хурдтай хөдөлдөг бөгөөд хурдатгал байхгүй (a = 0)
Дээш чиглэсэн хүч эерэг, доош чиглэсэн хүч сөрөг байна.
(c) цахилгаан шат 5 м/с хурдатгалтайгаар дээшээ хөдөлнө²
Цахилгаан шат 5 м/с хурдатгал (a)-тай дээшээ хөдөлдөг²
Өргөлтийн хөдөлгөөнтэй ижил чиглэлд үйлчлэх хүч эерэг, өргөлтийн хөдөлгөөний эсрэг чиглэлд үйлчлэх хүч сөрөг байна.
N – w = ma
N = w + ma
N = 500 + (50)(5)
N = 500 + 250
N = 750 Ньютон
Хэвийн хүчний хэмжээ (N) нь жинтэй (w) тэнцүү тул цахилгаан шат дээшээ хөдлөхөд хүний ​​бие хүндэрч байна. Өөрөөр хэлбэл, цахилгаан шат дээшээ хөдлөхөд хүний ​​илэрхий жин нэмэгддэг. Хэрэв хүн жин дээр зогсож байгаа бол цахилгаан шат дээшээ хөдлөхөд жин нь тухайн хүний ​​массыг ихэсгэж байгааг харуулна.
(d) цахилгаан шат 5 м/с хурдатгалтайгаар доош хөдөлж байна²
Цахилгаан шат 5 м/с хурдатгалтай (a) доош хөдөлж байна.²
Өргөлтийн хөдөлгөөнтэй ижил чиглэлд үйлчлэх хүч эерэг, өргөлтийн хөдөлгөөний эсрэг чиглэлд үйлчлэх хүч сөрөг байна.
w – N = ma
N = w – ma
N = 500 – (50)(5)
N = 500 – 250
N = 250 Ньютон
Цахилгаан шат доошлох үед тухайн хүний ​​бие хөнгөн мэдрэгддэг. Өөрөөр хэлбэл, цахилгаан шат доошлох үед тухайн хүний ​​илэрхий жин нэмэгддэг. Хэрэв тухайн хүн жинлүүр дээр зогсож байсан бол цахилгаан шат доошлох үед жинлүүр нь бага жинг харуулах байсан.
(e) чөлөөт уналтын цахилгаан шат
Чөлөөт уналтын цахилгаан шат гэдэг нь цахилгаан шат доошоо хөдөлдөг гэсэн үг бөгөөд цахилгаан шатны хурдатгал (a) = таталцлын хурдатгал (g) юм. Жишээлбэл, g = 10 м/с² тэгвэл a = 10 м/с²
Өргөлтийн хөдөлгөөнтэй ижил чиглэлд үйлчлэх хүч эерэг, өргөлтийн хөдөлгөөний эсрэг чиглэлд үйлчлэх хүч сөрөг байна.
w – N = ma
N = w – ma
N = 500 – (50)(10)
N = 500 – 500
N = 0
Цахилгаан шат чөлөөт уналтад байх үед тухайн хүний ​​илэрхий жин тэг болно. Өөрөөр хэлбэл, тухайн хүн өөрийгөө жингүй гэж үзэх болно. Хэрэв тухайн хүн жинлүүр дээр зогсож байсан бол цахилгаан шат доошоо хөдлөхөд жинлүүр нь түүний массыг тэг гэж заах болно. Энэ нөхцөл байдал нь таталцлын хүчгүй орон зайд байхтай төстэй юм.

2. Хэрэв дараах тохиолдолд 2000 кг масстай өргөх тулгуурын кабель дээрх таталтын хүчний хэмжээг тодорхойлно уу.
(a) чимээгүй цахилгаан шат
(b) цахилгаан шат 5 м/с хурдатгалтайгаар доош хөдөлнө²
(c) цахилгаан шат 5 м/с хурдатгалтайгаар дээшээ хөдөлнө²
(d) чөлөөт уналтын цахилгаан шат
Таталцлын хүчнээс үүдэлтэй хурдатгал (g) = 10 м/с гэж үзье.²
Хэлэлцүүлэг
Энэ нь мэдэгдэж байна :
Өргөх жин (м) = 2000 кг
Таталцлын хүчнээс үүдэлтэй хурдатгал (g) = 10 м/с²
Өргөх жин (w) = мг = (2000)(10) = 20.000 Ньютон
Жаваб :
(a) чимээгүй цахилгаан шат
Цахилгаан шат тайван байдалд байгаа бөгөөд хурдатгал байхгүй (a = 0) 
Дээш чиглэсэн хүч эерэг, доош чиглэсэн хүч сөрөг байна.
Өргөх хүч хөдөлгөөнгүй байх үед олс дээрх таталтын хүч (T) = өргөлтийн жин (w) = 20.000 Ньютон
(b) цахилгаан шат 5 м/с хурдатгалтайгаар доош хөдөлнө²
Цахилгаан шат 5 м/с хурдатгалтай (a) доош хөдөлж байна.²
Өргөлтийн хөдөлгөөнтэй ижил чиглэлд үйлчлэх хүч эерэг, өргөлтийн хөдөлгөөний эсрэг чиглэлд үйлчлэх хүч сөрөг байна.
w – T = ma
T = w – ma
Т = 20.000 – (2000)(5)
Т = 20.000 – 10.000
Т = 10.000 Ньютон
Цахилгаан шат доош хөдлөхөд олс дээрх таталтын хүч (T) нь цахилгаан шат хөдөлгөөнгүй байх үеийнхээс бага болно.
(c) цахилгаан шат 5 м/с хурдатгалтайгаар дээшээ хөдөлнө²
Цахилгаан шат 5 м/с хурдатгал (a)-тай дээшээ хөдөлдөг²
Өргөлтийн хөдөлгөөнтэй ижил чиглэлд үйлчлэх хүч эерэг, өргөлтийн хөдөлгөөний эсрэг чиглэлд үйлчлэх хүч сөрөг байна.
Т – w = ma
T = w + ma
Т = 20.000 + (2000)(5)
Т = 20.000 + 10.000
Т = 30.000 Ньютон
Цахилгаан шат дээшээ хөдлөхөд олс дээрх таталтын хүч (T) нь цахилгаан шат хөдөлгөөнгүй байх үеийнхээс их болно.

(d) чөлөөт уналтын цахилгаан шат
Чөлөөт уналтын цахилгаан шат гэдэг нь цахилгаан шат доошоо хөдөлдөг гэсэн үг бөгөөд цахилгаан шатны хурдатгал (a) = таталцлын хурдатгал (g) юм. Жишээлбэл, g = 10 м/с² тэгвэл a = 10 м/с²
Өргөлтийн хөдөлгөөнтэй ижил чиглэлд үйлчлэх хүч эерэг, өргөлтийн хөдөлгөөний эсрэг чиглэлд үйлчлэх хүч сөрөг байна.
w – T = ma
T = w – ma
Т = 20.000 – (2000)(10)
Т = 20.000 – 20.000
Т = 0
Цахилгаан шат чөлөөт уналтад байх үед олсны таталт (T) тэг болно. Олсны таталт нь цахилгаан шатны жинтэй тэнцүү тул олсны таталт тэг байхад цахилгаан шатны жин мөн тэг мэт харагдана. Энэ нөхцөл байдал нь объект таталцлын вакуум эсвэл таталцлын хүч байхгүй орон зайд байх үеийнхтэй төстэй юм.

[Англи хэл: Ньютоны хөдөлгөөний хуулийг цахилгаан шатанд хэрэглэх нь ]

^{3. 60 кг жинтэй хүн 3 мс -2} хурдатгалтайгаар доошоо хөдөлж буй цахилгаан шатанд байна . Хэрэв таталцлын хүчний хурдатгал 10 мс ^-2 бол цахилгаан шатны шалнаас тухайн хүнд үйлчлэх хэвийн хүчний хэмжээ нь...

А. 180 Н
Б. 200 Н
C. 340 N
D. 420 N
Зүүн 600 Хойд

Хэлэлцүүлэг
Энэ нь мэдэгдэж байгаа зүйл:
Масс (м) = 60 кг
Хүн ба цахилгаан шатны хурдатгал (a) = 3 м/с²
Таталцлын хүчнээс үүдэлтэй хурдатгал (g) = 10 м/с²

Хүндийн хүч (w) = мг = (60)(10) = 600 Ньютон
Асуулт: хэвийн хүч (N)
Хариулт:

Цахилгаан шатанд байгаа хүнд үйлчилдэг хоёр хүч байдаг бөгөөд энэ нь таталцал (w) болон цахилгаан шатны шалнаас тухайн хүнд үйлчилдэг хэвийн хүч (N) юм. Таталцал, хэвийн хүч, цахилгаан шатны хурдатгал гэсэн гурван вектор хэмжигдэхүүн байдаг бөгөөд таталцал доошоо, хэвийн хүч дээшээ, цахилгаан шатны хурдатгал доошоо чиглэнэ. Доош чиглэсэн вектор хэмжигдэхүүнийг эерэг тэмдэгтэй, дээш чиглэсэн вектор хэмжигдэхүүнийг сөрөг тэмдэгтэй байхаар сонгоно.

∑F = ma
w – N = (60)(3)
600 – N = 180
N = 600 – 180
N = 420 Ньютон
Зөв хариулт нь D.

4. 40 кг жинтэй Реза дээшээ хөдөлж буй цахилгаан шатанд байна. Хэрэв Резагийн хөл дээрх цахилгаан шатны шалны хүч 520 Н, таталцлын хурдатгал 10 мс ^-2 бол цахилгаан шатны хурдатгал нь...

А. 1,0 мс^-2
B. 1,5 мс^-2
C. 2,0 мс^-2
D. 2,5 мс^-2
E. 3,0 мс^-2

Хэлэлцүүлэг
Энэ нь мэдэгдэж байгаа зүйл:
Масс (м) = 40 кг
Хэвийн хүч (N) = 520 N
Таталцлын хүчнээс үүдэлтэй хурдатгал (g) = 10 м/с²

Таталцлын хүч (w) = mg = (40)(10) = 400 N
Асуулт: Лифтний хурдатгал
Хариулт:
∑F = ma
400 – 520 = (40)(a)
-120 = (40)(a)
a = -120/40
a = -3 м/с²
Лифтний хурдатгал нь 3 м/с байна²Сөрөг тэмдэг нь цахилгаан шат дээшээ хөдөлж байгааг илтгэнэ.
Зөв хариулт нь Е.

Асуултын эх сурвалж:

Ахлах сургууль/Мэргэжлийн ахлах сургуулийн физикийн улсын шалгалтын асуултууд