Eżempju ta' mistoqsijiet dwar Pjan Inklinat

9 Eżempji ta' Mistoqsijiet dwar Pjan Inklinat

Studja l-materjal dwar il-liġijiet ta' Newton , il-forza normali u l-forza tal-frizzjoni biex tifhem aħjar id-diskussjoni ta' din il-mistoqsija.

1. Blokk ta' 5 kg jiġi rilaxxat fuq pjan inklinat lixx kif muri fl-istampa! (g = 10 ms ⁻² u tg 37 ^o = 3/4). L-aċċelerazzjoni tal-blokk hija...

A. 4,5 ms^-2

B. 6,0 ms ⁻²

Ċ. 7,5 ms ⁻²

D. 8,0 ms ⁻²

E. 10,0 ms ⁻²

Diskussjoni

Huwa magħruf li:

m = 5 kg, g = 10 m/ ^s²

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

tul tan-naħa ta' isfel = 4

tul tal-ġenb vertikali = 3

Peress li n-naħa t'isfel = 4 u n-naħa vertikali = 3 allura l-ipotenuża = 5. Tista' tipprova dan billi tuża l-formula Pitagorika.

Mistoqsija: aċċelerazzjoni tal-blokka (a)?

Tweġiba:

Il-forza li tikkawża li l-blokk jiċċaqlaq hija w _x . Il-pjan inklinat huwa lixx u għalhekk m'hemm l-ebda frizzjoni.

w_x = w sin θ = (w)(naħa vertikali / ipotenuża)

w _x = (50)(3/5)

w _x = 30 Newton

X'inhi l-aċċelerazzjoni (a) tal-blokka?

Σ F = ma

w _x = ma

30 = (5) a

a = 30 / 5

a = 6 m/ ^s²

It-tweġiba korretta hija B.

2. Ħares lejn l-istampa! Blokk inizjalment ikun wieqfa, imbagħad jinġibed 'il fuq b'forza F parallela mal-pjan inklinat. Il-massa tal-blokk hija ta' 8 kg, il-koeffiċjent tal-frizzjoni µ _s = 0,5 u θ = 45 ^° . Biex il-blokk jiċċaqlaq eżatt 'il fuq, il-forza F trid tkun….

A. 40 N

B. 60 N

Ċ. 60√2 N

D. 80 Tramuntana

L. 80√2 N

Diskussjoni

Huwa magħruf li :

Koeffiċjent tal-frizzjoni statika (µs ₎ = 0,5

Angolu (θ) = 45 ^°

Aċċelerazzjoni minħabba l-gravità (g) = 10 m/ ^s²

Massa tal-blokka (m) = 8 kilogrammi

Piż tal-blokka (w) = mg = (8 kg)(10 m/s² ⁾ = 80 kg m/s² ⁼ 80 Newton

Mistoqsija : Il-kobor tal-forza F sabiex il-blokka timxi 'l fuq

Tweġiba :

Il-blokka tiċċaqlaq 'il fuq jekk F ≥ w _x + f _s.

Il-komponent tal-gravità parallel mal-pjan inklinat :

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

Il-komponent tal-gravità perpendikolari għall-pjan inklinat :

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

Forza normali :

N = wy ₌ 40√2

Forza ta' frizzjoni statika :

f _s = µ _s N = (0,5)(40√2) = 20√2

Il-kobor tal-forza F sabiex il-blokka timxi 'l fuq :

F ≥ w _x + f _s

F ≥ 40√2 + 20√2

F ≥ 60√2 Newton

It-tweġiba korretta hija Ċ.

3. Blokk b'massa ta' 8 kg jitqiegħed fuq pjan inklinat mhux maħdum kif muri fil-figura li ġejja. Il-forza esterna minima meħtieġa biex tipprevjeni l-blokk milli jiżżerżaq 'l isfel hija... (sin 37 ^o = 0,6, cos 37 ^o = 0,8, g = 10 ms ^-2 , µ _k = 0,1)

A. 6,4 N

B. 4,6 N

Ċ 48,5 N

D. 54,4 Tramuntana

Lvant 68,8 Tramuntana

Diskussjoni

Huwa magħruf li :

Massa tal-blokka (m) = 8 kg

Aċċelerazzjoni minħabba l-gravità (g) = 10 m/ ^s²

Piż tal-blokka (w) = mg = (8)(10) = 80 Newton

Sin 37 ^o = 0,6

Kos³37o ⁼ 0,8

Koeffiċjent tal-frizzjoni kinetika (µ _k ) = 0,1

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

Mistoqsija : Il-forza esterna minima (F) meħtieġa biex issostni l-blokka sabiex il-blokka ma tiżżerżaqx 'l isfel.

Jawab :

Il-blokka ma tiżżerżaqx 'l isfel jekk F = w _x

Il-komponent tal-gravità parallel mal-pjan inklinat :

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

f _k = µ _k N = (0,1)(64) = 6,4

Il-forza minima F sabiex il-blokka ma tiżżerżaqx 'l isfel :

F + f _k – w _x = 0

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

4. Oġġett b'massa ta' 5,0 kg jinġibed b'ħabel 'il fuq minn pjan inklinat mhux maħdum b'forza ta' 71 N (g = 10 m s ^-2 , sin 37 ^o = 0,6, cos 37 ^o = 0,8). Jekk il-koeffiċjent tal-frizzjoni bejn l-oġġett u l-pjan huwa 0,4, l-aċċelerazzjoni esperjenzata mill-oġġett hija...

A. 0,5 ms^-2

B. 2 ms ^-2

Ċ. 2,5-il ms ^-2

D. 3-il ms ^-2

E. 5 ms ^-2

Diskussjoni

Huwa magħruf li :

Massa tal-oġġett (m) = 5 kg

4. Mistoqsijiet tal-Eżami Nazzjonali tal-Fiżika tal-SMA 2012/2013 SA 67 Nru. 5

Oġġett ta' 5,0 kg jinġibed minn ħabel 'il fuq minn pjan inklinat mhux maħdum b'forza ta' 71 N (g = 10 m s ^-2 , sin 37 ^o = 0,6, cos 37 ^o = 0,8). Jekk il-koeffiċjent tal-frizzjoni bejn l-oġġett u l-pjan huwa 0,4, l-aċċelerazzjoni li jesperjenza l-oġġett hija...

A. 0,5 ms ^-2

B. 2 ms ^-2

Ċ. 2,5-il ms ^-2

D. 3-il ms ^-2

E. 5 ms ^-2

Diskussjoni

Huwa magħruf li :

Massa tal-oġġett (m) = 5 kg

Aċċelerazzjoni minħabba l-gravità (g) = 10 m/ ^s²

Piż tal-oġġett (w) = mg = (5)(10) = 50 Newton

Forza F = 71 Newton

Sin 37 ^o = 0,6

Kos³37o ⁼ 0,8

Koeffiċjent tal-frizzjoni = 0,4

Mistoqsija : Aċċelerazzjoni tal-oġġett (a)

Tweġiba :

Forza Riżultanti

L-ewwel ikkalkula l-forza riżultanti li taġixxi fuq l-oġġett.

Il-komponent tal-gravità parallel mal-pjan inklinat :

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

Il-komponent tal-gravità perpendikolari għall-pjan inklinat :

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

Stil normali :

N = w _y = 40

Forza ta' frizzjoni kinetika :

fk ₌ µk _N = (0,4)(40) = 16

Forza riżultanti li taġixxi fuq pjan inklinat:

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

Aċċelerazzjoni ta' oġġett

L-aċċelerazzjoni ta' oġġett hija kkalkulata bl-użu tal-formula tat-tieni liġi ta' Newton:

a = ∑F / m = 25 / 5 = 5 m/ ^s²

It-tweġiba korretta hija E.

5.
Ħares lejn l-istampa! Blokk inizjalment ikun wieqfa, imbagħad jinġibed 'il fuq b'forza F parallela mal-pjan inklinat. Il-massa tal-blokk hija ta' 8 kg, il-koeffiċjent tal-frizzjoni huwa µ_s = 0,5 u θ = 45^oSabiex il-blokka timxi 'l fuq, il-forza F trid tkun….

A. 40 N
B. 60 N
Ċ. 60√2 N
D. 80 Tramuntana
L. 80√2 N

Diskussjoni
Huwa magħruf :
Koeffiċjent frizzjoni statika (µ_s) = 0,5
Angolu (θ) = 45^o
Aċċelerazzjoni minħabba l-gravità (g) = 10 m/s²
Massa tal-blokka (m) = 8 kilogrammi
Piż tal-blokka (w) = mg = (8 kg)(10 m/s²) = 80 kg m/s² = 80 Newton
Mistoqsi Il-kobor tal-forza F sabiex il-blokka timxi 'l fuq
Jawab :

Il-blokka tal-lemin se timxi 'l fuq jekk F ≥ w_x + f_s.
Il-komponent tal-gravità parallel mal-pjan inklinat :
w_x = w sin θ = (80)(sin 45) = (80)(0,5√2) = 40√2
Il-komponent tal-gravità perpendikolari għall-pjan inklinat :
w_y = w cos θ = (80)(cos 45) = (80)(0,5√2) = 40√2
Forza normali :
N = w_y = 40√2
Forza ta' frizzjoni statika :
f_s = µ_s N = (0,5)(40√2) = 20√2
Il-kobor tal-forza F sabiex il-blokka timxi 'l fuq :
F ≥ w_x + f_s
F ≥ 40√2 + 20√2
F ≥ 60√2 Newton
It-tweġiba korretta hija Ċ.

6.
Blokk b'massa ta' 8 kg jitqiegħed fuq pjan inklinat mhux maħdum kif muri fil-figura t'hawn taħt. Il-forza esterna minima meħtieġa biex tipprevjeni l-blokk milli jiżżerżaq 'l isfel hija... (sin 37^o = 0,6, koż 37^o = 0,8, g = 10 ms^-2, µ_k = 0,1)

A. 6,4 N
B. 4,6 N
Ċ 48,5 N
D. 54,4 Tramuntana
Lvant 68,8 Tramuntana

Diskussjoni
Huwa magħruf :
Massa tal-blokka (m) = 8 kg
Aċċelerazzjoni minħabba l-gravità (g) = 10 m/s²
Piż tal-blokka (w) = mg = (8)(10) = 80 Newton
Mingħajr 37^o = 0,6
Cos 37^o = 0,8
Koeffiċjent tal-frizzjoni kinetika (µ_k) = 0,1
Mistoqsi Il-forza esterna minima (F) li żżomm il-blokka sabiex il-blokka ma tiżżerżaqx 'l isfel
Jawab :
Il-blokka ma tiżżerżaqx 'l isfel jekk F = w_x
Il-komponent tal-gravità parallel mal-pjan inklinat :
w_x = w sin θ = (80)(sin 37) = (80)(0,6) = 48
f_k = µ_k N = (0,1)(64) = 6,4
Il-forza minima F sabiex il-blokka ma tiżżerżaqx 'l isfel :
F + f_k - w_x = 0
F = w_x - f_k = 48 – 6,4 = 41,6 Newton

7.
Oġġett b'massa ta' 5,0 kg jinġibed minn ħabel 'il fuq fuq pjan inklinat mhux maħdum b'forza ta' 71 N (g = 10 m s).^-2, dnub 37^o = 0,6, koż 37^o = 0,8). Jekk il-koeffiċjent tal-frizzjoni bejn l-oġġett u l-pjan huwa 0,4, l-aċċelerazzjoni li jesperjenza l-oġġett hija…
A. 0,5 ms^-2
B. 2 ms^-2
C. 2,5 ms^-2
D. 3 ms^-2
E. 5 ms^-2
Diskussjoni
Huwa magħruf :
Massa tal-oġġett (m) = 5 kg
Aċċelerazzjoni minħabba l-gravità (g) = 10 m/s²
Piż tal-oġġett (w) = mg = (5)(10) = 50 Newton
Forza F = 71 Newton
Mingħajr 37^o = 0,6
Cos 37^o = 0,8
Koeffiċjent tal-frizzjoni = 0,4
Mistoqsi Aċċelerazzjoni tal-oġġett (a)
Jawab :
Forza Riżultanti
L-ewwel ikkalkula l-forza riżultanti li taġixxi fuq l-oġġett.
Il-komponent tal-gravità parallel mal-pjan inklinat :
w_x = w sin θ = (50)(sin 37) = (50)(0,6) = 30
Il-komponent tal-gravità perpendikolari għall-pjan inklinat :
w_y = w cos θ = (50)(cos 37) = (50)(0,8) = 40
Forza normali :
N = w_y = 40
Forza ta' frizzjoni kinetika :
f_k = µ_k N = (0,4)(40) = 16
Forza riżultanti li taġixxi fuq pjan inklinat:
∑F = F – w_x - f_k = 71 – 30 – 16 = 25 Newton
Aċċelerazzjoni ta' oġġett
L-aċċelerazzjoni ta' oġġett hija kkalkulata bl-użu tal-formula tat-tieni liġi ta' Newton:
a = ∑F / m = 25 / 5 = 5 m/s²
It-tweġiba korretta hija E.

8. Ħares lejn l-istampa! Blokk inizjalment ikun wieqfa, imbagħad jinġibed 'il fuq b'forza F parallela mal-pjan inklinat. Il-massa tal-blokk hija ta' 2 kg, il-koeffiċjent tal-frizzjoni statika = 0,3 u l-angolu = 45 ^° . Biex il-blokk jiċċaqlaq eżatt 'il fuq, il-forza F trid tkun… g = 10 m/ ^s²

Diskussjoni
Huwa magħruf li:
m = 2 kg, g = 10 m/s², = 45^o, μ_s = 0,3
Mistoqsija: Sabiex il-blokka tiċċaqlaq eżatt 'il fuq, kemm hi kbira l-forza F?
Tweġiba:

Informazzjoni: F = forza tat-tensjoni, w = forza tal-gravità, w_x = komponent tal-piż tal-blokk parallel mal-wiċċ tal-pjan inklinat, w_y = komponent tal-piż tal-blokka perpendikolari għall-wiċċ tal-pjan inklinat, N = forza normali, f_s = forza ta' frizzjoni statika.

Fil-mistoqsija, il-koeffiċjent tal-frizzjoni statika huwa magħruf, dan ifisser li l-wiċċ tal-pjan inklinat huwa mhux maħdum u għalhekk hemm forza ta' frizzjoni li tinibixxi l-moviment tal-blokka.
Sabiex il-blokka timxi 'l fuq, il-forza F trid tkun ugwali għal w._x +f_sL-oġġett jiċċaqlaq 'il fuq meta F ikun akbar minn w_x +f_s.

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

Sabiex il-blokka timxi 'l fuq imbagħad:
F = w_x +f_s = 10√2 + 3√2= 13√2 Newtons
It-tweġiba korretta hija Ċ.

9. Oġġett b'massa ta' 2 kg jitqiegħed fuq pjan inklinat kif muri fil-figura t'hawn taħt. Jekk il-koeffiċjent tal-frizzjoni statika bejn il-blokka u l-pjan inklinat huwa 0,2√3 u g = 10 ms ^–2 , allura l-forza riżultanti li ċċaqlaq l-oġġett hija…

Diskussjoni
Huwa magħruf li:
m = 2 kg, g = 10 m/s², = 30^o, μ_s = 0,2√3
Mistoqsija: Il-forza riżultanti li ċċaqlaq oġġett?

Tweġiba:

Il-frizzjoni dejjem tinibixxi l-moviment ta' oġġett, għalhekk id-direzzjoni tal-forza tal-frizzjoni hija murija bħala opposta għad-direzzjoni tal-moviment tal-oġġett. L-oġġett huwa preżunt li qed jiċċaqlaq 'l isfel, għalhekk il-forza tal-frizzjoni hija murija bħala 'l fuq. L-oġġett huwa preżunt li qed jiċċaqlaq 'l isfel għax m'hemm l-ebda forza li tiġbdu 'l fuq.
w = mg = (2)(10) = 20 Newton
w_x = w sin 30^o = (20)(½) = 10 Newton
w_y = w cos 30^o = (20)(½ √3) = 10√3 Newton
N = w_y = 10√3 Newton
f_s = μ_s N = (0,2√3)(10√3) = (2)(3) = 6 Newtoni
Il-forza riżultanti li ċċaqlaq oġġett hija:
F = w_x - f_s = 10 – 6 = 4 Newton
w_x akbar minn f_s għalhekk l-oġġett jiċċaqlaq 'l isfel, fid-direzzjoni ta' w_x.
It-tweġiba korretta hija A.

Sors tal-mistoqsija:

Mistoqsijiet tal-Fiżika tal-Eżami Nazzjonali għall-Iskola Sekondarja Anzjana/Skola Sekondarja Vokazzjonali