Exemple de întrebări despre cuplu

10 Exemple de întrebări despre cuplu

1. Masa tijei AB poate fi ignorată. Dacă F_R este rezultanta celor trei forțe F₁, F₂ și F₃, atunci magnitudinea forței F₂ iar distanța x este …

A. 50 N în jos și 0,5 m la stânga față de A

B. 50 N în sus și 0,5 m la dreapta lui A

C. 50 N în sus și 0,75 m la stânga față de A

D. 50 N în jos și 0,75 m la dreapta de A

E. 50 N în sus și 0,2 m la dreapta de A

Pembahasan

Se știe că:

Forța rezultantă (F_R) = 40 N

F₁ = 10 N

F₃ = 20 N

Întrebat: Magnitudinea forței F₂ și distanța x

Jawab:

Calculați magnitudinea forței F₂ :

Gaya Forța îndreptată în sus este pozitivă, forța îndreptată în jos este negativă.

ΣF = 0 (tija este staționară și nu se mișcă)

- F_R + F₁ + F₂ - F₃ = 0

– 40 + 10 + F₂ - 20 = 0

– 30 + F₂ - 20 = 0

– 50 + F₂ = 0

F₂ = 50 Newton, este pozitivă deoarece direcția forței este ascendentă.

Calculați distanța x:

Selectați punctul A ca axă de rotație.

τ₁ =F₁ l₁ = (10 N)(1 m) = 10 Nm

Cuplul 1 este pozitiv deoarece determină rotația tijei AB să fie în sens invers acelor de ceasornic.

τ₂ =F₂ x = (50)(x) = 50x Nm

Cuplul 1 este pozitiv deoarece determină rotația tijei AB să fie în sens invers acelor de ceasornic.

τ₃ =F₃ x = (20 N)(1,75 m) = -35 Nm

Cuplul 1 este negativ deoarece determină rotația tijei AB în același sens ca și rotația în sensul acelor de ceasornic.

Cuplu rezultant:

Στ = 0 (tija este nemișcată și nu se rotește)

10 + 50x – 35 = 0

50x - 25 = 0

50x = 25

x = 25/50

x = 0,5 metri

Răspunsul corect este B.

2. Stilul F₁, F₂, F₃și F₄ funcționează asupra tijei ABCD, așa cum se arată în imagine! Dacă masa tijei este ignorată, atunci valoarea lui moment de stil spre punctul A este…..

A. 15 Nm

B. 18 Nm

C. 35 Nm

D. 53 Nm

E. 68 Nm

Pembahasan

Axa de rotație este punctul A.

Se știe că:

Stilul F₁ = 10 N, braț de forță l₁ = 0

Stilul F₂ = 4 N, braț de forță l₂ = 2 metri

Stilul F₃ = 5 N, braț de forță l₃ = 3 metri

Stilul F₄ = 10 N, braț de forță l₄ = 6 metri

Întrebat: Momentul forței față de punctul A

Jawab:

Momentul forței 1 (τ₁) = F₁ l₁ = (10)(0) =

Momentul forței 2 (τ₂) = F₂ l₂ = (4)(2) = -8 Nm

Momentul forței 3 (τ₃) = F₃ l₃ = (5)(3) = 15 Nm

Momentul forței 4 (τ₄) = F₄ l₄ = (10)(6) = -60 Nm

Momentul forței este pozitiv dacă forța determină tija să se rotească în sens invers acelor de ceasornic.

Momentul forței este negativ dacă forța determină tija să se rotească în sensul acelor de ceasornic.

Momentul rezultant al forței:

τ = 0 – 8 Nm + 15 Nm – 60 Nm

τ = -68 Nm + 15 Nm

τ = -53 Nm

Un semn negativ înseamnă că tija se rotește în sensul acelor de ceasornic.

Răspunsul corect este D.

3. O tijă a cărei masă este neglijată este afectată de trei forțe F_A =F_C = 10 N și F_B = 20 N, așa cum se arată în imagine. Dacă distanța AB = BC = 20 cm, atunci magnitudinea momentului forței față de punctul C este…

A. 0 Nm

B. 1 Nm

C. 4 Nm

D. 6 Nm

E. 8 Nm

Pembahasan

Este cunoscut :

Axă rotaţie situat în punctul C.

Distanța dintre F_A și axa de rotație (r_AC) = 40 cm = 0,4 metri

Distanța dintre F_B și axa de rotație (r_BC) = 20 cm = 0,2 metri

Distanța dintre F_C și axa de rotație (r_CC) = 0 cm

F_A = 10 Newtoni

F_B = 20 Newtoni

F_C = 10 Newtoni

Întrebat Momentul rezultant al forței dacă tija este rotită pe axa C

Jawab :

Calculați momentul forței produse de fiecare forță.

Momentul forței A

f_A = (F_A)(r_AC păcatul 90^o) = (10 N)(0,4 m)(1) = -4 Nm

Momentul forței A este negativ deoarece sensul de rotație al tijei cauzat de momentul forței A este în sensul acelor de ceasornic.

Momentul forței B

f_B = (F_B)(r_BC păcatul 90^o) = (20 N)(0,2 m)(1) = 4 Nm

Momentul forței B este pozitiv deoarece direcția de rotație a tijei cauzată de momentul forței B este în sens invers acelor de ceasornic.

Momentul forței C

f_C = (F_C)(r_CC păcatul 90^o) = (10 N)(0)(1) = 0

Momentul forței C este marcat cu valoarea 0 din cauza forței F._C coincide cu axa de rotație

Momentul rezultant al forței

Στ = Στ₁ + Στ₂ + Στ₃

Στ = -4 + 4 + 0

Στ = 0 Nm

Răspunsul corect este A.

4. Un băț lung de 50 cm este supus la trei forțe de mărime egală, așa cum se arată în figura următoare. Dacă bățul este rotit în jurul punctului de pivotare din punctul C, mărimea momentului total al forței este...

A. 1 Nm

B. 3 Nm

C. 4 Nm

D. 5 Nm

E. 6 Nm

Pembahasan

Este cunoscut :

Axa de rotație este situată în punctul C.

Distanța dintre F₁ și axa de rotație (r₁) = 30 cm = 0,3 metri

Distanța dintre F₂ și axa de rotație (r₂) = 10 cm = 0,1 metri

Distanța dintre F₃ și axa de rotație (r₃) = 20 cm = 0,2 metri

F₁ = 10 Newtoni

F₂ = 10 Newtoni

F₃ = 10 Newtoni

Întrebat Momentul rezultant al forței dacă tija este rotită pe axa C

Jawab :

Calculați momentul forței produse de fiecare forță.

Momentul forței 1

f₁ = (F₁)(r₁ păcatul 90^o) = (10 N)(0,3 m)(1) = -3 Nm

Momentul forței 1 este negativ deoarece direcția de rotație a tijei cauzată de momentul forței 1 este în aceeași direcție cu rotația acelor ceasului.

Momentul forței 2

f₂ = (F₂)(r₂ păcatul 90^o) = (10 N)(0,1 m)(1) = 1 Nm

Momentul forței 2 este pozitiv deoarece direcția de rotație a tijei cauzată de momentul forței 2 este în sens invers acelor de ceasornic.

Momentul forței 3

f₃ = (F₃)(r₃ păcatul 30^o) = (10 N)(0,2 m)(0,5) = -1 Nm

Momentul forței 3 este negativ deoarece direcția de rotație a tijei cauzată de momentul forței 3 este în aceeași direcție cu rotația acelor ceasului.

Momentul rezultant al forței

Στ = Στ₁ + Στ₂ + Στ₃

Στ = -3 + 1 – 1

Στ = -3 Nm

Mărimea momentului rezultant al forței este de 3 Newton-metri. Un semn negativ pentru momentul rezultant al forței înseamnă că direcția de rotație a tijei cauzată de momentul rezultant al forței este aceeași cu direcția de rotație a acului ceasului.

Răspunsul corect este B.

5. Trei forțe F₁, F₂și F₃ acționează asupra tijei așa cum se arată în figura următoare. Dacă masa tijei este ignorată și lungimea tijei este de 4 metri, atunci valoarea momentului forței în jurul axei de rotație în punctul C este…. (sin 53^o = 0,8, cos 53^o = 0,6, AB = BC = CD = DE = 1 metru)

A. 12 Nm

B. 8 Nm

C. 6 Nm

D. 2 Nm

E. Zero

Pembahasan

Se știe că:

Axa de rotație este în punctul C.

Stilul 1 (F₁) = 5 Newtoni

Distanța dintre punctele de lucru F₁ cu axa de rotație (r₁) = 2 metru

Stilul 2 (F₂) = 0,4 Newtoni

Distanța dintre punctele de lucru F₂ cu axa de rotație (r₂) = 1 metru

Stilul 3 (F₃) = 4,8 Newtoni

Distanța dintre punctele de lucru F₃ cu axa de rotație (r₃) = 2 metru

Întrebat: Valoarea momentului forței în jurul axei de rotație în punctul C

Jawab:

Momentul Forței 1:

τ₁ =F₁ r sin 53^o = (5 N)(2 m)(0,8) = (10)(0,8) N = 8 N

Momentul forței 1 determină tija să se rotească în sens invers acelor de ceasornic, astfel încât momentul forței 1 are semn pozitiv.

Momentul Forței 2:

τ₂ =F₂ r sin 90^o = (0,4 N)(1 m)(1) = -0,4 N

Momentul forței 2 determină rotirea tijei în sensul rotației orare, astfel încât momentul forței 2 are semn negativ.

Momentul Forței 3:

τ₃ =F₃ r sin 90^o = (4,8 N)(2 m)(1) = -9,6 N

Momentul forței 3 determină rotirea tijei în sensul rotației orare, astfel încât momentul forței 3 are semn negativ.

Momentul rezultant al forței:

∑τ = τ₁ – τ₂ – τ₃ = 8 – 0,4 – 9,6 = 8 – 10 = -2 Nm

Mărimea momentului forței este de 2 Newton-metri. Un moment negativ al forței înseamnă că tija se rotește în sens invers acelor de ceasornic.

Răspunsul corect este D.

6. Mărimea momentului rezultant al forței pe axă în punctul O cauzată de forțele care acționează asupra tijei, dacă masa acesteia este ignorată, este….

A. 7,5 Nm

B. 4 Nm

C. 3,5 Nm

D. 3 Nm

E. 2 Nm

Pembahasan

Se știe că:

Axa de rotație este în punctul O.

Stilul 1 (F₁) = 6 Newtoni

Distanța dintre punctele de lucru F₁ cu axa de rotație (r₁) = 1 metru

Stilul 2 (F₂) = 6 Newtoni

Distanța dintre punctele de lucru F₂ cu axa de rotație (r₂) = 2 metru

Stilul 3 (F₃) = 4 Newtoni

Distanța dintre punctele de lucru F₃ cu axa de rotație (r₃) = 2 metru

Întrebat: Valoarea momentului forței în jurul axei de rotație în punctul C

Jawab:

Momentul Forței 1:

τ₁ =F₁ l₁ = (6 N)(1 m) = 6 Nm

Momentul forței 1 determină tija să se rotească în sens invers acelor de ceasornic, astfel încât momentul forței 1 are semn pozitiv.

Momentul Forței 2:

τ₂ =F₂ r₂ păcatul 30^o = (6 N)(2 m)(0,5) = 6 Nm

Momentul forței 2 determină tija să se rotească în sens invers acelor de ceasornic, astfel încât momentul forței 2 are semn pozitiv.

Momentul Forței 3:

τ₃ =F₃ l₃ = (4 N)(2 m) = -8 Nm

Momentul forței 3 determină rotirea tijei în sensul rotației orare, astfel încât momentul forței 3 are semn negativ.

Momentul rezultant al forței:

∑τ = τ₁ + τ₂ – t₃ = 6 + 6 – 8 = 4 Nm

Mărimea momentului forței este de 4 Newton-metri. Un moment pozitiv al forței înseamnă că tija se rotește în sens invers acelor de ceasornic.

Răspunsul corect este B.

7. Tija AB, a cărei masă este ignorată, este plasată orizontal și este acționată de trei forțe, așa cum se arată în figură. Momentul rezultant al forței care acționează asupra tijei atunci când aceasta este rotită în jurul axei în punctul D este… (sin 53^o = 0,8)

A. 2,4 N m
B. 2,6 N m
C. 3,0 N m
D. 3,2 N m
E. 3,4 N m

Pembahasan
Este cunoscut :
Axa de rotație sau pivot este situată în punctul D.
F₁ = 10 N și l₁ = r₁ sin θ = (40 cm)(sin 53^o) = (0,4 m)(0,8) = 0,32 metri
F₂ = 10√2 N și l₂ = r₂ sin θ = (20 cm)(sin 45^o) = (0,2 m)(0,5√2) = 0,1√2 metri
F₃ = 20 N și l₃ = r₁ sin θ = (10 cm)(sin 90^o) = (0,1 m)(1) = 0,1 metri
Întrebat Momentul rezultant al forței
Jawab :

(pozitiv deoarece acest moment de forță face ca blocul să se rotească în sens invers acelor de ceasornic)

(negativ deoarece momentul acestei forțe face ca blocul să se rotească în sensul acelor de ceasornic)

(pozitiv deoarece acest moment de forță face ca blocul să se rotească în sens invers acelor de ceasornic)
Momentul rezultant al forței:

8. Tija AB, a cărei masă este ignorată, este plasată orizontal și este acționată de trei forțe, așa cum se arată în figură. Momentul rezultant al forței care acționează asupra tijei atunci când aceasta este rotită în jurul axei în punctul D este… (sin 53^o = 0,8)

A. 2,4 Nm
B. 2,6 Nm
C. 3,0 Nm
D. 3,2 Nm
E. 3,4 Nm

Pembahasan
Este cunoscut :
Axa de rotație este situată la punctul D.
Distanța dintre F₁ și axa de rotație (r_AD) = 40 cm = 0,4 m
Distanța dintre F₂ și axa de rotație (r_BD) = 20 cm = 0,2 m
Distanța dintre F₃ și axa de rotație (r_CD) = 10 cm = 0,1 m
F₁ = 10 Newtoni
F₂ = 10√2 Newtoni
F₃ = 20 Newtoni
Păcatul 53^o = 0,8
Întrebat Momentul rezultant al forței dacă tija este rotită pe axa D
Jawab :

Calculați momentul forței produse de fiecare forță.
Momentul forței 1
Momentul forței 1 este pozitiv deoarece direcția de rotație a tijei cauzată de momentul forței 1 este în sens invers acelor de ceasornic.
Momentul forței 2
Momentul forței 2 este negativ deoarece direcția de rotație a tijei cauzată de momentul forței 2 este în aceeași direcție cu rotația acelor ceasului.
Momentul forței 3
Momentul forței 3 este pozitiv deoarece direcția de rotație a tijei cauzată de momentul forței 3 este în sens invers acelor de ceasornic.
Momentul rezultant al forței
Răspunsul corect este D.

9. O tijă a cărei masă este ignorată este afectată de trei forțe F_A =F_C = 10 N și F_B = 20 N, așa cum se arată în imagine. Dacă distanța AB = BC = 20 cm, atunci magnitudinea moment de stil punctul C este…

A. 0 Nm
B. 1 Nm
C. 4 Nm
D. 6 Nm
E. 8 Nm

Pembahasan
Este cunoscut :
Axa de rotație este situată în punctul C.
Distanța dintre F_A și axa de rotație (r_AC) = 40 cm = 0,4 metri
Distanța dintre F_B și axa de rotație (r_BC) = 20 cm = 0,2 metri
Distanța dintre F_C și axa de rotație (r_CC) = 0 cm
F_A = 10 Newtoni
F_B = 20 Newtoni
F_C = 10 Newtoni
Întrebat Momentul rezultant al forței dacă tija este rotită pe axa C
Jawab :
Calculați momentul forței produse de fiecare forță.
Momentul forței A
Momentul forței A este negativ deoarece sensul de rotație al tijei cauzat de momentul forței A este în sensul acelor de ceasornic.
Momentul forței B
Momentul forței B este pozitiv deoarece direcția de rotație a tijei cauzată de momentul forței B este în sens invers acelor de ceasornic.
Momentul forței C

Momentul forței C este marcat cu valoarea 0 deoarece Gaya F_C coincide cu axa de rotație
Momentul rezultant al forței
Răspunsul corect este A.

10. Un băț lung de 50 cm este supus la trei forțe de mărime egală, așa cum se arată în figura următoare. Dacă bățul este rotit în jurul pivotului în punctul C, atunci mărimea momentului total al forței este…

A. 1 Nm
B. 3 Nm
C. 4 Nm
D. 5 Nm
E. 6 Nm
Pembahasan
Este cunoscut :
Axa de rotație este situată în punctul C.
Distanța dintre F₁ și axa de rotație (r₁) = 30 cm = 0,3 metri
Distanța dintre F₂ și axa de rotație (r₂) = 10 cm = 0,1 metri
Distanța dintre F₃ și axa de rotație (r₃) = 20 cm = 0,2 metri
F₁ = 10 Newtoni
F₂ = 10 Newtoni
F₃ = 10 Newtoni
Întrebat Momentul rezultant al forței dacă tija este rotită pe axa C
Jawab :
Calculați momentul forței produse de fiecare forță.
Momentul forței 1
Momentul forței 1 este negativ deoarece direcția de rotație a tijei cauzată de momentul forței 1 este în aceeași direcție cu rotația acelor ceasului.
Momentul forței 2
Momentul forței 2 este pozitiv deoarece direcția de rotație a tijei cauzată de momentul forței 2 este în sens invers acelor de ceasornic.
Momentul forței 3
Momentul forței 3 este negativ deoarece direcția de rotație a tijei cauzată de momentul forței 3 este în aceeași direcție cu rotația acelor ceasului.
Momentul rezultant al forței
Mărimea momentului rezultant al forței este de 3 Newton-metri. Un semn negativ pentru momentul rezultant al forței înseamnă că direcția de rotație a tijei cauzată de momentul rezultant al forței este aceeași cu direcția de rotație a acului ceasului.
Răspunsul corect este B.

https://gurumuda.net/physics/the-magnitude-of-net-torque-problems-and-solutions.htm

Sursa întrebării:

Întrebări de fizică pentru examenul național de liceu/liceu vocațional