Eksempel på spørsmål om partikkeldynamikk

14 eksempler på spørsmål om partikkeldynamikk

1. Kloss A, som har en masse på 5 kg, plasseres på en glatt, flat overflate. Kloss B, som har en masse på 3 kg, henges opp med et tau og er koblet til blokk A via en trinse, hvis g = 10 m/s.² Bestem akselerasjonen til blokken!

A. 3,50 m/s²

B. 3,75 m/s²

C. 4,00 m/s²

D. 5,00 m/s²

Ø. 5,25 m/s²

Diskusjon

Det er kjent at:

Glatt, flat overflate.

Masse av blokk A (m_A) = 5 kg

Masse av blokk B (m_B) = 3 kg

Tyngdeakselerasjon (g) = 10 m/s²

Vekt av blokk B (w_B) = m_B g = (3)(10) = 30 Newton

Spurte: Akselerasjon av blokken (a)

Jawab:

Den flate overflaten er glatt, så det er ingen friksjonskraft som hemmer bevegelsen til blokk A. Kraften som beveger blokksystemet er vekten av blokk B.

ΣF = ma

w_B = (m_A +m_B) En

30 = (5 + 3) a

30 = 8 a

a = 30 / 8

a = 3,75 m/s²

Det riktige svaret er B.

2. Basert på bildet er det kjent at:

(1) null akselerasjon av objektet

(2) objekter som beveger seg i en rett linje med konstant hastighet

(3) objekter i hviletilstand

(4) en gjenstand vil bevege seg hvis vekten av gjenstanden er mindre enn trekkraften

Den riktige påstanden er….

Kun A. (1) og (2)

Kun B. (1) og (3)

C. (1) og (4)

D. Kun (1), (2) og (3)

E. (1), (2), (3) og (4)

Diskusjon

(1) null akselerasjon av objektet

Akselerasjonen til et objekt er null hvis den resulterende kraften er lik null. Resulterende kraft:

ΣF = ma akselerasjon (a) = 0

ΣF=0

F₁ + F₂ - F₃ = 12 + 24 – 36 = 36 – 36 = 0 N

(2) objekter som beveger seg i en rett linje med konstant hastighet

Nullakselerasjon av et objekt kan bety at objektet er i ro eller at objektet beveger seg i en rett linje med konstant hastighet (objektet beveger seg med konstant hastighet).

(3) objekter i hviletilstand

En resulterende kraft lik null kan bety at objektet er i ro.

(4) en gjenstand vil bevege seg hvis vekten av gjenstanden er mindre enn trekkraften

Vekten av et objekt virker vertikalt, mens strekkraften virker horisontalt. Fordi objektet beveger seg horisontalt, er det bare horisontale krefter som påvirker objektet.

Det riktige svaret er D.

3. Se på bildet på siden!

Hvis den kinetiske friksjonskoeffisienten mellom blokk A og bordet er 0,1 og tyngdeakselerasjonen er 10 m/s^-2 så kraften som må påføres A slik at systemet beveger seg til venstre med akselerasjonn 2 ms^-2 er …

A. 70 N

B. 90 N

C. 150 N

D. 250 N

Ø. 330 N

Diskusjon

Det er kjent at:

Masse av blokk A (m_A) = 30 kg

Vekt av blokk A (w_A) = (30 kg)(10 m/s²) = 300 kg m/s² eller 300 Newton

Masse av blokk B (m_B) = 20 kg

Vekt av blokk B (w_B) = (20 kg)(10 m/s²) = 200 kg m/s² eller 200 Newton

Tyngdeakselerasjon (g) = 10 m/s²

Kinetisk friksjonskoeffisient () = 0,1

Systemets akselerasjon (a) = 2 m/s² (akselerasjonsretning mot venstre)

Kinetisk friksjonskraft (f_k) = N= w_A = (0,1)(300) = 30 Newton

Spørsmål: Hva er størrelsen på kraften F?

Jawab:

Newtons andre lov:

ΣF = ma

Systemet beveger seg mot venstre

F – f_k - w_B = (m_A +m_B) En

F – 30 – 200 = (30 + 20)(2)

F – 230 = (50)(2)

F – 230 = 100

F = 230 + 100

F = 330 Newton

Det riktige svaret er E.

4. To objekter A og B, med henholdsvis masser på 2 kg og 6 kg, er bundet med et tau via en glatt trinse som vist på bildet. Først holdes objekt B og slippes deretter. Hvis g = 10 ms^-2 da er akselerasjonen til objekt B…

A. 8,0 ms^-2

B. 7,5 ms^-2

C. 6,0 ms^-2

D. 5,0 ms^-2

Ø. 4,0 ms^-2

Diskusjon

Det er kjent at:

m_A = 2 kg, m²_B = 6 kg, g = 10 m/s²

w_A = (m_A)(g) = (2)(10) = 20 N

w_B = (m_B)(g) = (6)(10) = 60 N

Spørsmål: akselerasjonen til objekt B eller akselerasjonen til systemet?

Jawab:

w_B > v_A Derfor beveger objekt B seg ned, objekt A beveger seg opp (systemet beveger seg med klokken).

ΣF = ma

w_B - w_A = (m_A +m_B) En

60 – 20 = (2 + 6) a

40 = (8) en

a = 5 m/s²

Det riktige svaret er D.

5. En gjenstand med masse er forbundet med et tau som går gjennom en glatt trinse som vist på bildet. Hvis m₁ = 1 kg, m²₂ = 2 kg, og g = 10 ms^-2, så er spenningen T ….

A. 10,2 N

B. 13,3 N

C. 15,5 N

D. 18,3 N

Ø. 20,0 N

Diskusjon

Det er kjent at:

m₁ = 1 kg, m²₂ = 2 kg, g = 10 m/s²

w₁ = m₁ g = (1 kg)(10 m/s²) = 10 kg m/s² eller 10 Newton

w₂ = m₂ g = (2 kg)(10 m/s²) = 20 kg m/s² eller 20 Newton

Spørsmål: Hva er tauets strekkraft (T)?

Jawab:

Systemakselerasjon

w₂ > v₁ derfor beveger systemet seg med klokken (m₂ flytt ned, m₁ flytte opp).

Newtons andre lov:

ΣF = ma

w₂ - w₁ = (m₁ +m₂) En

20 – 10 = (1 + 2) a

10 = (3) en

a = 3,3 m/s²

Systemets akselerasjon er 3,3 m/s².

Strengespenning?

m₂ flytt ned

w₂ - T₂ = m₂ a

20 – T₂ = (2)(3,33)

20 – T₂ = 6,66

T₂ = 20 - 6,66

T₂ = 13,3 Newton

m₁ flytte opp

T₁ - w₁ = m₁ a

T₁ – 10 = (1)(3,3)

T₁ - 10 = 3,33

T₁ = 10 + 3,33

T₁ = 13,3 Newton

Strengspenning (T) = 13,3 Newton.

Det riktige svaret er B.

6. Se på bildet ved siden av! Massen til hver kloss er m.₁ = 6 kg og m²₂ = 4 kg og massen til trinsen ignoreres. Hvis overflaten på planet er glatt og g = 10 ms^-2, så er systemets akselerasjon….

A. 0,5 ms^-2

B. 2,0 ms^-2

C. 2,5 ms^-2

D. 4,0 ms^-2

Ø. 5,0 ms^-2

Diskusjon

Det er kjent at:

m₁ = 6 kg, m²₂ = 4 kg, g = 10 m/s²

w₁ = m₁ g = (6 kg)(10 m/s²) = 60 kg m/s² eller 60 Newton

w₂ = m₂ g = (4 kg)(10 m/s²) = 40 kg m/s² eller 40 Newton

Spurt: akselerasjon av system (a)?

Jawab:

m₁ er på en glatt, flat overflate uten friksjon, slik at systemet drives av gravitasjonskraften fra blokk 2.

Anvend Newtons andre lov:

ΣF = ma

w₂ = (m₁ +m₂) En

40 N = (6 kg + 4 kg) a

40 N = (10 kg) a

a = 40 N / 10 kg

a = 4 m/s²

Det riktige svaret er D.

7. To klosser, hver med en masse på 2 kg, er forbundet med et tau og en trinse som vist på figuren. Overflaten og trinsen er glatte. Hvis klossen B trekkes med en horisontal kraft på 40 N, er klossens akselerasjon… (g = 10 m/s)²)

A. 5 m/s²

B. 7,5 m/s²

C. 10 m/s²

D. 12,5 m/s²

Ø. 15 m/s²

Diskusjon:

Det er kjent at:

m_A = m_B = 2 kg, g = 10 m/s², F = 40 N

w_A = mg = (2)(10) = 20 N

Spørsmål: akselerasjon av blokken (a)?

Jawab:

Overflaten på blokken er glatt, derfor er kreftene som påvirker blokkens bevegelse bare kraft F og vekten av blokk A.

Anvend Newtons andre lov:

ΣF = ma

F – w_A = (m_A +m_B) En

40 – 20 = (2 + 2) a

20 = (4) en

a = 20 / 4

a = 5 m/s²

Det riktige svaret er A.

8. Fra det følgende bildet har blokk A en masse på 2 kg og blokk B = 1 kg. Kloss B er i utgangspunktet stasjonær og beveger seg deretter nedover til den berører gulvet. Hvis g = 10 ms^-2, verdien av tauspenningen T er…

A. 20,0 Newton

B. 10,0 Newton

C. 6,7 Newton

D. 3,3 Newton

E. 1,7 Newton

Diskusjon

Det er kjent :

Masse av blokk A (m_A) = 2 kg

Masse av blokk B (m_B) = 1 kg

Tyngdeakselerasjon (g) = 10 m/s²

Vekt av blokk B (w_B) = m_B g = (1)(10) = 10 Newton

Spurt Tauspenningsverdi (T)

Jawab :

I spørsmålet er det ingen informasjon om friksjon, så bare ignorer friksjon.

Systemakselerasjon (a)

Første telling systemakselerasjon ved hjelp av Newtons andre lov. Kloss B henges opp slik at det er en vektkraft på blokk B som beveger blokk B nedover. Kloss B og blokk A er forbundet med et tau slik at blokk B trekker blokk A til begge beveger seg sammen. Forskjellen er at blokk B beveger seg nedover og blokk A beveger seg til høyre. Det er bare én kraft parallelt med bevegelsen til begge blokkene, nemlig vekten av blokk B (wB). Vekten av blokk A er vinkelrett på retningen Bevegelsen til blokk A tas ikke med i betraktningen når problemet løses. Spenningskreftene i tauet har samme størrelse langs tauets lengde og i motsatte retninger, slik at de kansellerer hverandre ut.

ΣF = ma

w_B = (m_A +m_B) En

10 = (2 + 1) a

10 = 3 a

en = 10/3

Tauspenning (T)

Spenningen i tauet beregnes ved å vurdere hver blokk separat.

Spenningen i tauet på blokk A

ΣF = ma

T = m_A a = (2)(10/3) = 20/3 = 6,7 Newton

Spenningen i tauet på blokk B

ΣF = ma

w_B – T = m_B a

10 – T = (1)(10/3)

10 – T = 3,3

T = 10 – 3,3 = 6,7 Newton

Tauspenning (T) = 6,7 Newton

Det riktige svaret er C.

9. Fra det følgende bildet har blokk A en masse på 2 kg og blokk B = 1 kg. Hvis friksjonskraften mellom objekt A og planet er 2,5 Newton, mens friksjonskraften mellom tauet og trinsen ignoreres, er akselerasjonen til begge objektene ...

A. 20,0 ms^-2

B. 10,0 ms^-2

C. 6,7 ms^-2

D. 3,3 ms^-2

Ø. 2,5 ms^-2

Diskusjon

Det er kjent :

Masse av blokk A (m_A) = 2 kg

Masse av blokk B (m_B) = 1 kg

Friksjonskraften mellom blokk A og den flate overflaten (f_{ges A}) = 2,5 Newton

Tyngdeakselerasjon (g) = 10 m/s²

Vekt av blokk B (w_B) = m_B g = (1)(10) = 10 Newton

Spurt Akselerasjon av begge objektene (a)

Jawab :

Akselerasjonen til begge objektene beregnes ved hjelp av Newtons andre lov.

ΣF = ma

w_B - f_tot. = (m_A +m_B) En

10 – 2,5 = (2 + 1) a

7,5 = 3 a

a = 7,5 / 3 = 2,5 m/s²

Det riktige svaret er E.

10. Se på bildet! ​​Kloss A med en masse på 30 kg som hviler på et glatt gulv er koblet til blokk B med en masse på 10 kg via en trinse. Kloss B holdes først og slippes deretter slik at den beveger seg nedover. Systemets akselerasjon er… (g = 10 m/s)^-2)

A. 2,5 ms^-2

B. 10 ms^-2

C. 12 ms^-2

D. 15 ms^-2

Ø. 18 ms^-2

Diskusjon

Det er kjent :

Masse av blokk A (m_A) = 30 kg

Masse av blokk B (m_B) = 10 kg

Tyngdeakselerasjon (g) = 10 m/s²

Vekt av blokk B (w_B) = m_B g = (10)(10) = 100 Newton

Spurt Systemakselerasjon (a)

Jawab :

ΣF = ma

w_B = (m_A +m_B) En

100 = (30 + 10) a

100 = 40 a

a = 100 / 40

a = 2,5 m/s²

Det riktige svaret er A.

11. Klossene A og B, hver med en masse på 8 kg og 12 kg, plasseres på et bord som vist på figuren. Friksjonskoeffisienten mellom kloss A og bordet er 0,3. Kloss C har en masse på 4 kg og stables deretter oppå blokk A. Hvilket av følgende påstander er riktig?

A. Spenningen i tauet er større enn før, akselerasjonen er mindre enn før

B. Spenningen i tauet og systemets akselerasjon endres ikke.

C. Spenningen i tauet er mindre enn før, akselerasjonen er større enn før.

D. Spenningen i tauet er større enn før, akselerasjonen forblir konstant.

E. Spenningen i tauet forblir konstant mens akselerasjonen er mindre enn før.

Diskusjon

Det er kjent at:

Masse av blokk A (m_A) = 8 kg

Masse av blokk B (m_B) = 12 kg

Masse av blokk C (m_C) = 4 kg

Friksjonskoeffisienten mellom blokk A og bordet (μ_k) = 0,3

Tyngdeakselerasjon (g) = 10 m/s²

Vekt av blokk A (w_A) = m_A g = (8 kg)(10 m/s²) = 80 kg m/s²

Vekt av blokk B (w_B) = m_B g = (12 kg)(10 m/s²) = 120 kg m/s²

Friksjonskraften mellom blokk A og bordet (f_k) = μ_k N_A = μ_k w_A = (0,3)(80) = 24 N

Jawab:

Systemakselerasjon:

ΣF = ma

w_B - f_k = (m_A +m_B) En

120 – 24 = (8 + 12) En

96 = (20) En

a = 96 / 20

a = 4,8 m/s²

Tauspenning:

Tenk på et av objektene, for eksempel B.

ΣF = ma

w_B - T = (m_B) En

120 – T = (12) En

120 – T = 57,6

T = 120–57,6

T = 62,4 Newton

Kloss C med en masse på 4 kg stables deretter oppå blokk A.

Systemakselerasjon:

ΣF = ma

w_B - f_k = (m_A +m_B +m_C) En

120 – 24 = (8 + 12 + 4) En

96 = (24) En

a = 96 / 24

a = 4 m/s²

Tauspenning:

Tenk på et av objektene, for eksempel B.

ΣF = ma

w_B - T = (m_B) En

120 – T = (12) En

120 – T = 48

T = 120–48

T = 72 Newton

Det riktige svaret er A.

12. Fra bildet nedenfor har blokk A en masse på 2 kg og blokk B = 1 kg. Kloss B er i utgangspunktet stasjonær og beveger seg deretter nedover til den berører gulvet. Hvis g = 10 ms^-2, verdien av tauspenningen T er…

A. 20,0 Newton
B. 10,0 Newton
C. 6,7 Newton
D. 3,3 Newton
E. 1,7 Newton

Diskusjon
Det er kjent :
Masse av blokk A (m_A) = 2 kg
Masse av blokk B (m_B) = 1 kg
Tyngdeakselerasjon (g) = 10 m/s²
Vekt av blokk B (w_B) = m_B g = (1)(10) = 10 Newton
Spurt Tauspenningsverdi (T)
Jawab :

I spørsmålet er det ingen informasjon om friksjon, så bare ignorer friksjon.

Systemakselerasjon (a)
Første telling percepatan system ved hjelp av formelen Newtons andre lovKloss B henges opp slik at det er en tyngdekraft fra blokk B som beveger blokk B nedover. Kloss B og blokk A er forbundet med et tau slik at blokk B trekker blokk A til begge beveger seg sammen. Forskjellen er at blokk B beveger seg nedover og blokk A beveger seg til høyre. Det er bare én kraft parallelt med bevegelsen til begge blokkene, nemlig tyngdekraften fra blokk B (wB). Tyngdekraften Kloss A er vinkelrett på bevegelsesretningen til blokk A, så den tas ikke med i betraktningen når problemet løses. Spenningskreftene i tauet har samme størrelse langs tauets lengde og i motsatte retninger, så de kansellerer hverandre ut.
∑F = ma
w_B = (m_A +m_B) En
10 = (2 + 1) a
10 = 3 a
en = 10/3

Tauspenning (T)
Spenningen i tauet beregnes ved å vurdere hver blokk separat.
Spenningen i tauet på blokk A
∑F = ma
T = m_A a = (2)(10/3) = 20/3 = 6,7 Newton
Spenningen i tauet på blokk B
∑F = ma
w_B – T = m_B a
10 – T = (1)(10/3)
10 – T = 3,3
T = 10 – 3,3 = 6,7 Newton
Tauspenning (T) = 6,7 Newton
Det riktige svaret er C.

13. Fra det følgende bildet har blokk A en masse på 2 kg og blokk B = 1 kg. Når friksjonskraft mellom objekt A og 2,5 Newton-planet, mens friksjonskraften til tauet og trinsen ignoreres, er akselerasjonen til de to objektene...

A. 20,0 ms^-2
B. 10,0 ms^-2
C. 6,7 ms^-2
D. 3,3 ms^-2
Ø. 2,5 ms^-2

Diskusjon
Det er kjent :
Masse av blokk A (m_A) = 2 kg
Masse av blokk B (m_B) = 1 kg
Friksjonskraften mellom blokk A og den flate overflaten (f_{ges A}) = 2,5 Newton
Tyngdeakselerasjon (g) = 10 m/s²
Vekt av blokk B (w_B) = m_B g = (1)(10) = 10 Newton
Spurt Akselerasjon av begge objektene (a)
Jawab :
Akselerasjonen til begge objektene beregnes ved hjelp av Newtons andre lov.
∑F = ma
w_B - f_tot. = (m_A +m_B) En
10 – 2,5 = (2 + 1) a
7,5 = 3 a
a = 7,5 / 3 = 2,5 m/s²
Det riktige svaret er E.

14. Se på bildet! ​​Kloss A med en masse på 30 kg som hviler på et glatt gulv er koblet til blokk B med en masse på 10 kg via en trinse. Kloss B holdes først og slippes deretter slik at den beveger seg nedover. Systemets akselerasjon er… (g = 10 m/s)^-2)
A. 2,5 ms^-2
B. 10 ms^-2
C. 12 ms^-2
D. 15 ms^-2
Ø. 18 ms^-2
Diskusjon
Det er kjent :
Masse av blokk A (m_A) = 30 kg
Masse av blokk B (m_B) = 10 kg
Tyngdeakselerasjon (g) = 10 m/s²
Vekt av blokk B (w_B) = m_B g = (10)(10) = 100 Newton
Spurt Systemakselerasjon (a)
Jawab :
∑F = ma
w_B = (m_A +m_B) En
100 = (30 + 10) a
100 = 40 a
a = 100 / 40
a = 2,5 m/s²
Det riktige svaret er A.

Kilde for spørsmålet:

Nasjonale eksamensspørsmål i fysikk for videregående skole/yrkesfaglig videregående skole