4 exemple de întrebări despre forța centripetă
1. Un obiect cu o masă de 200 de grame este legat de o frânghie ușoară și apoi rotit orizontal cu o viteză unghiulară constantă de 5 rad s –1 , așa cum se arată în figura următoare. Dacă lungimea frânghiei este l = 60 cm, atunci magnitudinea forței centripete care acționează asupra obiectului este…
A. 0,3 N
B. 0,6 N
C. 3 N
D. 6 N
E. 30 N
Pembahasan
Se știe că:
Masa obiectului (m) = 200 grame = 200/1000 kg = 2/10 kg = 0,2 kg
Viteza unghiulară (ω) = 5 radiani/secundă
Lungimea frânghiei = raza (r) a traseului circular = 60 cm = 60/100 metri = 0,6 metri
Întrebare: Mărimea forței centripete care acționează asupra unui obiect este...
Jawab:
Forța centripetă este forța rezultantă care face ca un obiect să experimenteze o accelerație centripetă. Formula pentru forța centripetă este:
∑ F = ma s
Σ F = mv² / r = mω² r
Descriere: ∑ F = forța centripetă, m = masa obiectului, v = viteza tangențială, ω = viteza unghiulară, r = raza traiectoriei circulare.
∑ F = m ω² r = (0,2)(5) ² (0,6) = (0,2)(25)(0,6) = 3 newtoni
Răspunsul corect este C.
2. Un elev învârte o piatră legată de capătul unei sfori. Piatra este rotită pe orizontală, așa cum se arată mai sus. Dacă viteza de rotație a pietrei este dublată, forța centripetă devine...
A. De 6 ori original
B. Încă de 5 ori
C. Încă o dată
D. Încă de 2 ori
E. de 2 ori original
Pembahasan
Se știe că:
Masa pietrei = m
Viteza pietrei = v
Lungimea frânghiei = raza = r
Întrebare: Dacă viteza se dublează, forța centripetă devine...
Jawab:
Dacă viteza se dublează, atunci forța centripetă devine:
Forța centripetă devine de 4 ori mai mare decât cea inițială.
Răspunsul corect este C.
3. O curbă pe un drum plat este proiectată pentru a fi parcursă de o mașină cu o viteză maximă de 10 ms –1 . Coeficientul de frecare dintre anvelope și drum este 0,5, iar raza de curbură a drumului este R m. Atunci valoarea lui R este…. (g = 10 ms –2 )
A. 7,5 metri
B. 8,0 de metri
C. 10 de metri
D. 15 de metri
E. 20 de metri
Pembahasan
Se știe că:
Viteză (v) = 10 m/s
Coeficientul de frecare dintre anvelopă și drum (μs ) = 0,5
Accelerația gravitațională (g) = 10 m/ s²
Întrebare: Raza de curbură a drumului (R metri)
Jawab:
Singura forță orizontală rezultantă care acționează asupra unei mașini atunci când aceasta se rotește este frecarea statică . Formula pentru frecarea statică este:
4. Mașina se deplasează într-o curbă a drumului în poziția M, așa cum se arată în imaginea de mai jos.
Coeficientul de frecare statică dintre roți și drum este de 0,4 (accelerația gravitațională 10 m/s⁻² ) . Pentru a împiedica mașina să părăsească pista, viteza maximă admisă este…
A. √10 ms-1
B. 2 √ 10 ms -1
C. 4 √ 10 ms -1
D. 5 √ 10 ms -1
E. 6 √ 10 ms -1
Pembahasan
Se știe că:
Coeficientul de frecare statică (μs ) = 0,4
Accelerația gravitațională (g) = 10 m/ s²
Raza de curbură (R) = 40 metri
Întrebare: viteză maximă (v)
Jawab:
A doua lege a lui Newton în mișcarea circulară uniformă
Informație :
ΣF = forța centripetă = forța rezultantă = forța totală, m = masa obiectului, a s = accelerația centripetă, v = viteza liniară, R = raza de curbură
Forța centripetală
Forța centripetală este forța rezultantă îndreptată spre centrul unei traiectorii circulare. Când o mașină se mișcă în cerc, singura forță îndreptată spre centru este frecarea statică, deci frecarea statică este o forță centripetală.
Formula forței de frecare statică:
Informație :
μ s = coeficientul de frecare statică, w = greutatea obiectului, m = masa obiectului, g = accelerația gravitațională.
Calculați viteza maximă (v):
Răspunsul corect este C.
Sursa întrebării:
Întrebări de fizică pentru examenul național de liceu/liceu vocațional
