1. Человек находится в лифте, который движется вверх с постоянной скоростью . Вес человека составляет 800 Н. Внезапно трос лифта обрывается, и лифт падает. Определите нормальную силу , действующую со стороны пола лифта на человека непосредственно до и после обрыва троса.
А. 800 Н и 0
Б. 800 Н и 800 Н
С. 1600 N и 0
D. 1600 N и 800 N
Известно:
Вес (w) = 800 Ньютонов
Требуется: величина нормальной силы (Н)
решение:
Перед тем, как оборвался трос лифта
Когда человек стоит на полу лифта, на него действует вес, направленный вниз. Человек находится в состоянии покоя, поэтому на него действует нормальная сила, направленная вверх и равная по величине весу.
Поскольку человек находится в состоянии покоя в лифте, а лифт движется с постоянной скоростью (нет ускорение), поэтому на человека не действует никакая результирующая сила.
∑F = 0
Н – в = 0
Н = w
Н = 800 Ньютонов
После того, как оборвался трос лифта
После обрыва троса лифта лифт и человек свободно падают вместе, при этом величина и направление их ускорения совпадают с ускорением свободного падения. На человека не действует нормальная сила.
Правильный ответ А.
2. Блок массой 20 грамм движется с постоянной скоростью по шероховатому горизонтальному полу, если на блок действует внешняя сила 2 Н. Определите величину силы трения, действующей на блок.
A. 0.3 N
B. 1.4 N
C. 2.0 N
D. 3.6 N
Известно:
Масса (m) = 20 грамм
Сила (F) = 2 Ньютона
Требуется: Величина силы трения, действующей на блок.
решение:
Согласно первому закону движения Ньютона, если блок движется с постоянной скоростью, то ускорение блока равно нулю. Блок движется с постоянной скоростью, и ускорение отсутствует, если:
– Величина силы трения (Ffric ) совпадает с величиной внешней силы (F).
– Сила трения ( Ffric ) имеет противоположное направление по отношению к внешней силе (F).
Примените первый закон движения Ньютона:
∑ F = 0
F – F fric = 0
F = F фрик
F fric = 2 Ньютона
Правильный ответ - С.
3. Гладкая наклонная плоскость длиной 0.6 м и высотой 0.4 м. Блок весом 1350 Н будет перемещаться вверх по наклонной плоскости. Определите величину силы, необходимой для перемещения блока.
A. 100 N
B. 300 N
C. 600 N
D. 900 N
Известно:
Вес блока (w) = 1350 Ньютонов
гипотенуза = 0.6 м
opp = 0.4 м
Требуется: минимальная сила
решение:
гипотенуза = ак = 0.6 м
противолежащий катет = обратный катет = 0.4 м
Sin θ = bc/ac = 0.4/0.6 = 4/6 = 2/3
Согласно первому закону движения Ньютона, если блок начинает двигаться вверх, то внешняя сила (F) по меньшей мере равна горизонтальной составляющей веса (w x ).
∑ F = 0
F – w x = 0
F = w x
Если F = w x , то объект начинает двигаться вверх с постоянной скоростью.
w x = w sin θ = (1350)(2/3) = (2)(450) = 900 Ньютонов
Правильный ответ - Д.
4. На блок действуют три силы: F1 = 22 Н, F2 = 18 Н и F3 = 40 Н. Какая из этих сил иллюстрирует первый закон Ньютона?
решение:
Первый закон Ньютона: Результирующая сила (ΣF) = 0.
А. F 1 + F 2 – F 3 = 22 Н + 18 Н – 40 Н = 40 Н – 40 Н = 0
B. F 2 + F 3 – F 1 = 18 Н + 40 Н – 22 Н = 58 Н – 22 Н = 36 Н (вправо)
C. F 2 + F 3 – F 1 = 18 Н + 40 Н – 22 Н = 58 Н – 22 Н = 36 Н (вправо)
D. F 1 + F 3 – F 2 = 22 Н + 40 Н – 18 Н = 62 Н – 18 Н = 44 Н (влево)
