Exemplu de întrebări despre planul înclinat

9 exemple de întrebări despre planul înclinat

Studiați materialul Legile lui Newton , forță normală dan forța de frecare pentru a înțelege mai bine discuția pe această temă.

1. Un bloc cu masa de 5 kg este eliberat pe un plan înclinat neted, așa cum se arată în imagine! (g = 10 ms) ^-2 și tg 37 ^o = 3/4). Accelerația blocului este…

A. 4,5 ms^-2

B. 6,0 ms^-2

C. 7,5 ms^-2

D. 8,0 ms^-2

E. 10,0 ms^-2

Pembahasan

Se știe că:

m = 5 kg, g = 10 m/s²

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

lungimea laturii inferioare = 4

lungimea laturii verticale = 3

Deoarece partea de jos = 4 și partea verticală = 3, atunci ipotenuza = 5. Poți demonstra acest lucru folosind formula lui Pitagora.

Întrebare: accelerația blocului (a)?

Jawab:

Forța care face ca blocul să se miște este w_xPlanul înclinat este neted, deci nu există frecare.

w_x = w sin θ = (w)(latura verticală / ipotenuză)

w_x = (50)(3/5)

w_x = 30 Newtoni

Care este accelerația (a) a blocului?

ΣF = ma

w_x = ma

30 = (5) a

a = 30/5

a = 6 m / s²

Răspunsul corect este B.

2. Priviți imaginea! Un bloc este inițial în repaus, apoi este tras în sus cu o forță F paralelă cu planul înclinat. Masa blocului este de 8 kg, coeficientul de frecare este µ._s = 0,5 și θ = 45^oPentru ca blocul să se miște în sus, forța F trebuie să fie….

A. 40 N

B. 60 N

C. 60√2 N

D. 80 N

E. 80√2 N

Pembahasan

Este cunoscut :

Coeficientul de frecare statică (µ_s) = 0,5

Unghi (θ) = 45^o

Accelerația gravitațională (g) = 10 m/s²

Masa blocului (m) = 8 kilograme

Greutatea blocului (w) = mg = (8 kg)(10 m/s)²) = 80 kg m/s² = 80 Newtoni

Întrebat Mărimea forței F astfel încât blocul să se miște în sus

Jawab :

Blocul din dreapta se va mișca în sus dacă F ≥ w_x + f_s. 

Componenta gravitațională paralelă cu planul înclinat :

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

Componenta gravitațională perpendiculară pe planul înclinat :

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

Forță normală :

N = w_y = 40√2

Forța de frecare statică :

f_s = µ_s N = (0,5)(40√²) = 20√²

Mărimea forței F astfel încât blocul să se miște în sus :

F ≥ w_x + f_s

F ≥ 40√² + 20

F ≥ 60√² Newtoni

Răspunsul corect este C.

3. BUn bloc cu o masă de 8 kg este plasat pe un plan înclinat aproximativ, așa cum se arată în figura următoare. Forța externă minimă necesară pentru a împiedica alunecarea blocului în jos este… (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

E. 68,8 N

Pembahasan

Este cunoscut :

Masa blocului (m) = 8 kg

Accelerația gravitațională (g) = 10 m/s²

Greutatea blocului (w) = mg = (8)(10) = 80 Newton

Păcatul 37^o = 0,6

Pentru că 37^o = 0,8

Coeficientul de frecare cinetică (µ_k) = 0,1

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

Întrebat Forța externă minimă (F) care menține blocul astfel încât acesta să nu alunece în jos

Jawab :

Blocul nu alunecă în jos dacă F = w_x

Componenta gravitațională paralelă cu planul înclinat :

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

f_k = µ_k N = (0,1)(64) = 6,4

Forța minimă F astfel încât blocul să nu alunece în jos :

F + f_k - w_x = 0

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

4. Un obiect cu masa de 5,0 kg este tras de o frânghie pe un plan înclinat aproximativ cu o forță de 71 N (g = 10 m s).^-2, păcat 37^o = 0,6, cos 37^o = 0,8). Dacă coeficientul de frecare dintre obiect și plan este 0,4, accelerația experimentată de obiect este…

A. 0,5 ms^-2

B. 2 ms^-2

C. 2,5 ms^-2

D. 3 ms^-2

E. 5 ms^-2

Pembahasan

Este cunoscut :

Masa obiectului (m) = 5 kg

4. Întrebări pentru examenul național de fizică SMA 2012/2013 SA 67 nr. 5

Un obiect cu masa de 5,0 kg este tras de o frânghie pe un plan înclinat aproximativ cu o forță de 71 N (g = 10 m s).^-2, păcat 37^o = 0,6, cos 37^o = 0,8). Dacă coeficientul de frecare dintre obiect și plan este 0,4, accelerația experimentată de obiect este…

A. 0,5 ms^-2

B. 2 ms^-2

C. 2,5 ms^-2

D. 3 ms^-2

E. 5 ms^-2

Pembahasan

Este cunoscut :

Masa obiectului (m) = 5 kg

Accelerația gravitațională (g) = 10 m/s²

Greutatea obiectului (w) = mg = (5)(10) = 50 newtoni

Forța F = 71 Newton

Păcatul 37^o = 0,6

Pentru că 37^o = 0,8

Coeficient de frecare = 0,4

Întrebat Accelerarea obiectului (a)

Jawab :

Forța rezultantă

Mai întâi calculați forța rezultantă care acționează asupra obiectului.

Componenta gravitațională paralelă cu planul înclinat :

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

Componenta gravitațională perpendiculară pe planul înclinat :

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

Forță normală :

N = w_y = 40

Forța de frecare cinetică :

f_k = µ_k N = (0,4)(40) = 16

Forța rezultantă care acționează asupra unui plan înclinat:

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

Accelerarea unui obiect

Accelerația unui obiect se calculează folosind formula celei de-a doua legi a lui Newton:

a = ∑F / m = 25 / 5 = 5 m/s²

Răspunsul corect este E.

5.
Uită-te la imagine! Un bloc este inițial în repaus, apoi este tras cu forța ascendentă F paralelă cu planul înclinatMasa blocului este de 8 kg, coeficientul de frecare este µ_s = 0,5 și θ = 45^oPentru ca blocul să se miște în sus, forța F trebuie să fie….

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

Pembahasan
Este cunoscut :
Coeficient frecare statică (µ_s) = 0,5
Unghi (θ) = 45^o
Accelerația gravitațională (g) = 10 m/s²
Masa blocului (m) = 8 kilograme
Greutatea blocului (w) = mg = (8 kg)(10 m/s)²) = 80 kg m/s² = 80 Newtoni
Întrebat Mărimea forței F astfel încât blocul să se miște în sus
Jawab :

Blocul din dreapta se va mișca în sus dacă F ≥ w_x + f_s.
Componenta gravitațională paralelă cu planul înclinat :
w_x = w sin θ = (80)(sin 45) = (80)(0,5√2) = 40√2
Componenta gravitațională perpendiculară pe planul înclinat :
w_y = w cos θ = (80)(cos 45) = (80)(0,5√2) = 40√2
Forță normală :
N = w_y = 40√2
Forța de frecare statică :
f_s = µ_s N = (0,5)(40√²) = 20√²
Mărimea forței F astfel încât blocul să se miște în sus :
F ≥ w_x + f_s
F ≥ 40√² + 20
F ≥ 60√² Newtoni
Răspunsul corect este C.

6.
Un bloc cu o masă de 8 kg este plasat pe un plan înclinat aproximativ, așa cum se arată în figura de mai jos. Forța externă minimă necesară pentru a împiedica alunecarea blocului în jos este… (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
E. 68,8 N

Pembahasan
Este cunoscut :
Masa blocului (m) = 8 kg
Accelerația gravitațională (g) = 10 m/s²
Greutatea blocului (w) = mg = (8)(10) = 80 Newton
Păcatul 37^o = 0,6
Pentru că 37^o = 0,8
Coeficientul de frecare cinetică (µ_k) = 0,1
Întrebat Forța externă minimă (F) care menține blocul astfel încât acesta să nu alunece în jos
Jawab :
Blocul nu alunecă în jos dacă F = w_x
Componenta gravitațională paralelă cu planul înclinat :
w_x = w sin θ = (80)(sin 37) = (80)(0,6) = 48
f_k = µ_k N = (0,1)(64) = 6,4
Forța minimă F astfel încât blocul să nu alunece în jos :
F + f_k - w_x = 0
F = w_x - f_k = 48 – 6,4 = 41,6 Newtoni

7.
Un obiect cu masa de 5,0 kg este tras de o frânghie pe un plan înclinat aproximativ cu o forță de 71 N (g = 10 m s).^-2, păcat 37^o = 0,6, cos 37^o = 0,8). Dacă coeficientul de frecare dintre obiect și plan este 0,4, accelerația experimentată de obiect este…
A. 0,5 ms^-2
B. 2 ms^-2
C. 2,5 ms^-2
D. 3 ms^-2
E. 5 ms^-2
Pembahasan
Este cunoscut :
Masa obiectului (m) = 5 kg
Accelerația gravitațională (g) = 10 m/s²
Greutatea obiectului (w) = mg = (5)(10) = 50 newtoni
Forța F = 71 Newton
Păcatul 37^o = 0,6
Pentru că 37^o = 0,8
Coeficient de frecare = 0,4
Întrebat Accelerarea obiectului (a)
Jawab :
Forța rezultantă
Mai întâi calculați forța rezultantă care acționează asupra obiectului.
Componenta gravitațională paralelă cu planul înclinat :
w_x = w sin θ = (50)(sin 37) = (50)(0,6) = 30
Componenta gravitațională perpendiculară pe planul înclinat :
w_y = w cos θ = (50)(cos 37) = (50)(0,8) = 40
Forță normală :
N = w_y = 40
Forța de frecare cinetică :
f_k = µ_k N = (0,4)(40) = 16
Forța rezultantă care acționează asupra unui plan înclinat:
∑F = F – w_x - f_k = 71 – 30 – 16 = 25 newtoni
Accelerarea unui obiect
Accelerația unui obiect se calculează folosind formula celei de-a doua legi a lui Newton:
a = ∑F / m = 25 / 5 = 5 m/s²
Răspunsul corect este E.

8. Priviți imaginea! Un bloc este inițial în repaus, apoi este tras cu o forță F în sus, paralel cu planul înclinat. Masa blocului este de 2 kg, coeficientul de frecare statică = 0,3, iar unghiul = 45°.^oPentru ca blocul să se miște în sus, forța F trebuie să fie… g = 10 m/s²

Pembahasan
Se știe că:
m = 2 kg, g = 10 m/s², = 45^o, m_s = 0,3
Întrebare: Pentru ca blocul să se miște exact în sus, cât de mare este forța F?
Jawab:

Informații: F = forță de tracțiune, w = forță gravitațională, w_x = componentă a greutății blocului paralelă cu suprafața planului înclinat, w_y = componentă a greutății blocului perpendiculară pe suprafața planului înclinat, N = forța normală, f_s = forța de frecare statică.

În întrebare, coeficientul de frecare statică este cunoscut, ceea ce înseamnă că suprafața planului înclinat este rugoasă, astfel încât există o forță de frecare care inhibă mișcarea blocului.
Pentru ca blocul să se miște în sus, forța F trebuie să fie egală cu w._x +f_sObiectul se mișcă în sus când F este mai mare decât w_x +f_s.

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

Pentru ca blocul să se miște în sus, atunci:
F = w_x +f_s = 10√² + 3√² = 13√² newtoni
Răspunsul corect este C.

9. Un obiect cu masa de 2 kg este plasat pe un plan înclinat, așa cum se arată în imaginea de mai jos. Dacă coeficientul de frecare statică dintre bloc și planul înclinat este 0,2√3 și g = 10 ms^-2, atunci forța rezultantă care mișcă obiectul este...

Pembahasan
Se știe că:
m = 2 kg, g = 10 m/s², = 30^o, m_s = 0,2√3
Întrebare: Forța rezultantă care mișcă un obiect?

Jawab:

Frecarea inhibă întotdeauna mișcarea unui obiect, prin urmare, direcția forței de frecare este reprezentată ca fiind opusă direcției de mișcare a obiectului. Se presupune că obiectul se mișcă în jos, deci forța de frecare este reprezentată ca fiind în sus. Se presupune că obiectul se mișcă în jos deoarece nu există nicio forță care să-l tragă în sus.
w = mg = (2)(10) = 20 Newtoni
w_x = w sin 30^o = (20)(½) = 10 Newtoni
w_y = w cos 30^o = (20)(½ √3) = 10√3 newtoni
N = w_y = 10√3 Newtoni
f_s = μ_s N = (0,2√3)(10√3) = (2)(3) = 6 newtoni
Forța rezultantă care mișcă un obiect este:
F = w_x - f_s = 10 – 6 = 4 Newtoni
w_x mai mare decât f_s deci obiectul se mișcă în jos, în direcția lui w_x.
Răspunsul corect este A.

Sursa întrebării:

Întrebări de fizică pentru examenul național de liceu/liceu vocațional