Eksempel på spørsmål om skråplan

9 eksempler på spørsmål om skråplan

Studer materialet Newtons lover , normalkraft dan friksjonskraft for å bedre forstå diskusjonen om dette emnet.

1. En blokk med masse 5 kg slippes ut på et jevnt skråplan som vist på bildet! ​​(g = 10 ms ^-2 og tg 37 ^o = 3/4). Blokkens akselerasjon er…

A. 4,5 ms^-2

B. 6,0 ms^-2

C. 7,5 ms^-2

D. 8,0 ms^-2

Ø. 10,0 ms^-2

Diskusjon

Det er kjent at:

m = 5 kg, g = 10 m/s²

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

lengde på undersiden = 4

lengde på vertikal side = 3

Siden bunnsiden = 4 og vertikalsiden = 3, er hypotenusen = 5. Du kan bevise det ved hjelp av den pytagoreiske formelen.

Spørsmål: akselerasjon av blokken (a)?

Jawab:

Kraften som får blokken til å bevege seg er w_xDet skråplanet er glatt, så det er ingen friksjon.

w_x = w sin θ = (w)(vertikal side / hypotenusen)

w_x = (50)(3/5)

w_x = 30 Newton

Hva er akselerasjonen (a) til blokken?

ΣF = ma

w_x = ma

30 = (5) en

a = 30 / 5

a = 6 m/s²

Det riktige svaret er B.

2. Se på bildet! ​​En blokk er først i ro, deretter trekkes den oppover med en kraft F parallelt med skråplanet. Klossens masse er 8 kg, friksjonskoeffisienten er µ_s = 0,5 og θ = 45^oFor at blokken skal bevege seg oppover, må kraften F være….

A. 40 N

B. 60 N

C. 60√2 N

D. 80 N

E. 80√2 N

Diskusjon

Det er kjent :

Statisk friksjonskoeffisient (µ_s) = 0,5

Vinkel (θ) = 45^o

Tyngdeakselerasjon (g) = 10 m/s²

Klossens masse (m) = 8 kilogram

Blokkens vekt (w) = mg = (8 kg) (10 m/s²) = 80 kg m/s² = 80 Newton

Spurt Størrelsen på kraften F slik at blokken beveger seg oppover

Jawab :

Den høyre blokken vil bevege seg opp hvis F ≥ w_x + f_s. 

Tyngdekraftskomponenten parallelt med skråplanet :

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

Tyngdekomponenten vinkelrett på skråplanet :

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

Normalkraft :

N = w_y = 40√2

Statisk friksjonskraft :

f_s = µ_s N = (0,5)(40√2) = 20√2

Størrelsen på kraften F slik at blokken beveger seg oppover :

F ≥ w_x + f_s

F ≥ 40√2 + 20√2

F ≥ 60√2 Newton

Det riktige svaret er C.

3. BEn blokk med en masse på 8 kg plasseres på et grovt skråplan som vist i figuren nedenfor. Den minste ytre kraften som kreves for å hindre at blokken glir ned er… (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

C. 48,5 N

D. 54,4 N

Ø. 68,8 N

Diskusjon

Det er kjent :

Klossens masse (m) = 8 kg

Tyngdeakselerasjon (g) = 10 m/s²

Blokkens vekt (w) = mg = (8)(10) = 80 Newton

Synd 37^o = 0,6

For 37^o = 0,8

Kinetisk friksjonskoeffisient (µ_k) = 0,1

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

Spurt Den minste ytre kraften (F) som holder blokken slik at den ikke glir ned

Jawab :

Blokken glir ikke ned hvis F = w_x

Tyngdekraftskomponenten parallelt med skråplanet :

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

f_k = µ_k N = (0,1)(64) = 6,4

Minimumskraften F slik at blokken ikke glir ned :

F + f_k - w_x = 0

F = w_x - f_k = 48 – 6,4 = 41,6 Newton

4. En gjenstand med masse 5,0 kg trekkes av et tau opp et grovt skråplan med en kraft på 71 N (g = 10 ms).^-2, synd 37^o = 0,6, cos 37^o = 0,8). Hvis friksjonskoeffisienten mellom objektet og planet er 0,4, er akselerasjonen som objektet opplever…

A. 0,5 ms^-2

B. 2 ms^-2

C. 2,5 ms^-2

D. 3 ms^-2

Ø. 5 ms^-2

Diskusjon

Det er kjent :

Masse av objekt (m) = 5 kg

4. Nasjonale eksamensspørsmål til SMA fysikk 2012/2013 SA 67 nr. 5

En gjenstand med masse 5,0 kg trekkes av et tau opp et grovt skråplan med en kraft på 71 N (g = 10 ms).^-2, synd 37^o = 0,6, cos 37^o = 0,8). Hvis friksjonskoeffisienten mellom objektet og planet er 0,4, er akselerasjonen som objektet opplever…

A. 0,5 ms^-2

B. 2 ms^-2

C. 2,5 ms^-2

D. 3 ms^-2

Ø. 5 ms^-2

Diskusjon

Det er kjent :

Masse av objekt (m) = 5 kg

Tyngdeakselerasjon (g) = 10 m/s²

Objektets vekt (w) = mg = (5)(10) = 50 Newton

Kraft F = 71 Newton

Synd 37^o = 0,6

For 37^o = 0,8

Friksjonskoeffisient = 0,4

Spurt Akselerasjon av objekt (a)

Jawab :

Resulterende kraft

Beregn først den resulterende kraften som virker på objektet.

Tyngdekraftskomponenten parallelt med skråplanet :

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

Tyngdekomponenten vinkelrett på skråplanet :

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

Normalkraft :

N = w_y = 40

Kinetisk friksjonskraft :

f_k = µ_k N = (0,4)(40) = 16

Resulterende kraft som virker på et skråplan:

ΣF = F – w_x - f_k = 71 – 30 – 16 = 25 Newton

Akselerasjon av et objekt

Akselerasjonen til et objekt beregnes ved hjelp av Newtons andre lovformel:

a = ∑F / m = 25 / 5 = 5 m/s²

Det riktige svaret er E.

5.
Se på bildet! ​​En kloss er først i ro, deretter trukket med oppadgående kraft F parallelt med skråplanetBlokkens masse er 8 kg, friksjonskoeffisienten er µ_s = 0,5 og θ = 45^oFor at blokken skal bevege seg oppover, må kraften F være….

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

Diskusjon
Det er kjent :
Koeffisient statisk friksjon (µ_s) = 0,5
Vinkel (θ) = 45^o
Tyngdeakselerasjon (g) = 10 m/s²
Klossens masse (m) = 8 kilogram
Blokkens vekt (w) = mg = (8 kg) (10 m/s²) = 80 kg m/s² = 80 Newton
Spurt Størrelsen på kraften F slik at blokken beveger seg oppover
Jawab :

Den høyre blokken vil bevege seg opp hvis F ≥ w_x + f_s.
Tyngdekraftskomponenten parallelt med skråplanet :
w_x = w sin θ = (80)(sin 45) = (80)(0,5√2) = 40√2
Tyngdekomponenten vinkelrett på skråplanet :
w_y = w cos θ = (80)(cos 45) = (80)(0,5√2) = 40√2
Normalkraft :
N = w_y = 40√2
Statisk friksjonskraft :
f_s = µ_s N = (0,5)(40√2) = 20√2
Størrelsen på kraften F slik at blokken beveger seg oppover :
F ≥ w_x + f_s
F ≥ 40√2 + 20√2
F ≥ 60√2 Newton
Det riktige svaret er C.

6.
En blokk med en masse på 8 kg plasseres på et grovt skråplan som vist i figuren nedenfor. Den minste ytre kraften som kreves for å hindre at blokken glir ned er… (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
C. 48,5 N
D. 54,4 N
Ø. 68,8 N

Diskusjon
Det er kjent :
Klossens masse (m) = 8 kg
Tyngdeakselerasjon (g) = 10 m/s²
Blokkens vekt (w) = mg = (8)(10) = 80 Newton
Synd 37^o = 0,6
For 37^o = 0,8
Kinetisk friksjonskoeffisient (µ_k) = 0,1
Spurt Den minste ytre kraften (F) som holder blokken slik at den ikke glir ned
Jawab :
Blokken glir ikke ned hvis F = w_x
Tyngdekraftskomponenten parallelt med skråplanet :
w_x = w sin θ = (80)(sin 37) = (80)(0,6) = 48
f_k = µ_k N = (0,1)(64) = 6,4
Minimumskraften F slik at blokken ikke glir ned :
F + f_k - w_x = 0
F = w_x - f_k = 48 – 6,4 = 41,6 Newton

7.
En gjenstand med masse 5,0 kg trekkes av et tau opp et grovt skråplan med en kraft på 71 N (g = 10 ms).^-2, synd 37^o = 0,6, cos 37^o = 0,8). Hvis friksjonskoeffisienten mellom objektet og planet er 0,4, er akselerasjonen som objektet opplever…
A. 0,5 ms^-2
B. 2 ms^-2
C. 2,5 ms^-2
D. 3 ms^-2
Ø. 5 ms^-2
Diskusjon
Det er kjent :
Masse av objekt (m) = 5 kg
Tyngdeakselerasjon (g) = 10 m/s²
Objektets vekt (w) = mg = (5)(10) = 50 Newton
Kraft F = 71 Newton
Synd 37^o = 0,6
For 37^o = 0,8
Friksjonskoeffisient = 0,4
Spurt Akselerasjon av objekt (a)
Jawab :
Resulterende kraft
Beregn først den resulterende kraften som virker på objektet.
Tyngdekraftskomponenten parallelt med skråplanet :
w_x = w sin θ = (50)(sin 37) = (50)(0,6) = 30
Tyngdekomponenten vinkelrett på skråplanet :
w_y = w cos θ = (50)(cos 37) = (50)(0,8) = 40
Normalkraft :
N = w_y = 40
Kinetisk friksjonskraft :
f_k = µ_k N = (0,4)(40) = 16
Resulterende kraft som virker på et skråplan:
∑F = F – w_x - f_k = 71 – 30 – 16 = 25 Newton
Akselerasjon av et objekt
Akselerasjonen til et objekt beregnes ved hjelp av Newtons andre lovformel:
a = ∑F / m = 25 / 5 = 5 m/s²
Det riktige svaret er E.

8. Se på bildet! ​​En blokk er først i ro, deretter trekkes den oppover med en kraft F parallelt med skråplanet. Klossens masse er 2 kg, den statiske friksjonskoeffisienten = 0,3 og vinkelen = 45^oFor at blokken skal bevege seg oppover, må kraften F være… g = 10 m/s²

Diskusjon
Det er kjent at:
m = 2 kg, g = 10 m/s², = 45^o, μ_s = 0,3
Spørsmål: Hvor stor er kraften F for at blokken skal bevege seg nøyaktig oppover?
Jawab:

Informasjon: F = strekkraft, w = tyngdekraft, w_x = komponent av blokkens vekt parallelt med overflaten av det skråplanet, w_y = komponent av blokkens vekt vinkelrett på overflaten av skråplanet, N = normalkraft, f_s = statisk friksjonskraft.

I spørsmålet er den statiske friksjonskoeffisienten kjent, dette betyr at overflaten på det skråplanet er ru, slik at det er en friksjonskraft som hemmer blokkens bevegelse.
For at blokken skal bevege seg oppover, må kraften F være lik w._x +f_sObjektet beveger seg oppover når F er større enn 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

Slik at blokken beveger seg oppover:
F = w_x +f_s = 10√2 + 3√2 = 13√2 Newton
Det riktige svaret er C.

9. En gjenstand med en masse på 2 kg plasseres på et skråplan som vist på bildet nedenfor. Hvis den statiske friksjonskoeffisienten mellom blokken og skråplanet er 0,2√3 og g = 10 ms^-2, så er den resulterende kraften som beveger objektet ...

Diskusjon
Det er kjent at:
m = 2 kg, g = 10 m/s², = 30^o, μ_s = 0,2√3
Spurt: Den resulterende kraften som beveger et objekt?

Jawab:

Friksjon hemmer alltid bevegelsen til et objekt, derfor er retningen på friksjonskraften avbildet som motsatt av retningen på objektets bevegelse. Objektet antas å bevege seg nedover, så friksjonskraften er avbildet som oppover. Objektet antas å bevege seg nedover fordi det ikke er noen kraft som trekker det oppover.
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 Newton
Den resulterende kraften som beveger et objekt er:
F = w_x - f_s = 10 – 6 = 4 Newton
w_x større enn f_s så objektet beveger seg nedover, i retning w_x.
Det riktige svaret er A.

Kilde for spørsmålet:

Nasjonale eksamensspørsmål i fysikk for videregående skole/yrkesfaglig videregående skole