Формула закона Ньютона

Примеры задач и формул для законов Ньютона

Первый закон Ньютона

1. Человек находится в лифте, движущемся с постоянной скоростью вверх. Вес человека составляет 800 Н. Внезапно стальной трос, тянущий лифт, обрывается, и лифт падает. Нормальная сила От этажа лифта до человека, находившегося непосредственно перед и после обрыва стального троса, — вот…

1. 800 N и 0
2. 800 N и 800 N
3. 1600 N и 0
4. 1600 N и 800 N

Обсуждение
Известно, что:
Вес (w) = 800 Ньютонов
Вопрос: Какова нормальная сила (Н), действующая на человека непосредственно до и после обрыва стального троса?
Джаваб:
За мгновения до того, как оборвался стальной трос
Когда человек стоит на полу лифта, на него действует сила тяжести, направленная вниз (см. иллюстрацию ниже). Человек неподвижен в лифте, поэтому должна существовать нормальная сила, уравновешивающая вес человека, направленная вверх и имеющая ту же величину, что и сила тяжести. Нормальная сила, действующая на человека со стороны пола, и эта сила действует на человека.
Поскольку человек неподвижен в лифте, а лифт движется с постоянной скоростью (без ускорения), результирующая сила, действующая на человека, равна нулю.
∑F = 0
Н – в = 0
Н = w
Н = 800 Ньютонов

После того, как оборвался стальной трос
После обрыва стального троса лифт и человек свободно падают вместе, при этом величина и направление ускорения свободного падения лифта и человека равны ускорению свободного падения на Земле. Лифт и человек падают свободно вместе, так что на человека не действует нормальная сила со стороны пола лифта. Человек падает, и его ноги не могут упираться в пол лифта, потому что лифт тоже падает.
Правильный ответ — А.

2. Три силы, каждая из которых имеет величину F.₁ = 22 Н, Ф₂ = 18 Н и Ф₃ К деревянному бруску приложена сила 40 Н. Действующие на брусок силы, подчиняющиеся первому закону Ньютона, показаны на рисунке...

Обсуждение

Первый закон Ньютона: результирующая сила (ΣF) = 0.

А. Ф.₁ + F₂ - F₃ = 22 Н + 18 Н – 40 Н = 40 Н – 40 Н = 0

Б. Ф.₂ + F₃ - F₁ = 18 Н + 40 Н – 22 Н = 58 Н – 22 Н = 36 Н (вправо)

С. Ф₂ + F₃ - F₁ = 18 Н + 40 Н – 22 Н = 58 Н – 22 Н = 36 Н (вправо)

Д. Ф.₁ + F₃ - F₂ = 22 Н + 40 Н – 18 Н = 62 Н – 18 Н = 44 Н (влево)

Правильный ответ — А.

Второй закон Ньютона

3.
Посмотрите на картинку!
Блок массой 40 кг тянут с силой 200 Н, в результате чего он ускоряется на 3 м/с².² Таким образом, величина силы трения, действующей на объект/блок, составляет...

1. 15 N
2. 40 N
3. 43 N
4. 80 N

Обсуждение
Известно, что:
Масса (м) = 40 кг
Сила (F) = 200 Н
Ускорение (а) = 3 м/с²²
Вопрос: Какова величина силы трения (F)?_g)
Джаваб:
Формула второго закона Ньютона:
∑F = ma
Описание: ∑F = результирующая сила, m = масса, a = ускорение

Направление силы F — вправо, а направление силы трения — влево (направление силы трения противоположно направлению движения объекта). Направление вправо выбрано положительным, а направление влево — отрицательным.
∑F = ma
Ф – Ф_g = ма
200 - F_g = (40)(3)
200 - F_g = 120
F_g = 200 - 120
F_g = 80 Ньютон
Правильный ответ — D.

4. Блок А массой 100 грамм помещают на блок В массой 300 грамм, затем блок В толкают вертикально вверх силой 5 Н. Если блоки не смещаются друг относительно друга, то величина нормальной силы, действующей со стороны блока В на блок А, равна…

1. 1 N
2. 1,25 N
3. 2 N
4. 3 N

Обсуждение
Известно, что:
Сила тяги (F) = 5 Ньютонов
Масса блока А (м)_A) = 100 грамм = 0,1 кг
Масса блока B (м)_B) = 300 грамм = 0,3 кг
Ускорение свободного падения (g) = 10 м/с²²
Вес блока А (w)_A) = (0,1 кг)(10 м/с²) = 1 кг м/с² = 1 Ньютон
Вес блока B (w)_B) = (0,3 кг)(10 м/с²) = 3 кг м/с² = 3 Ньютон

Вопрос: Нормальная сила, действующая со стороны блока B на блок A.
Джаваб:
На оба блока действуют несколько сил, как показано на рисунке ниже.
F = сила тяги (действующая на блок B)
w_A = сила тяжести блока А (действующая на блок А)
w_B = вес блока B (действующий на блок B)
N_A = нормальная сила, действующая со стороны блока B на блок A (действующая на блок A)
N_A' = нормальная сила, действующая со стороны блока А на блок В (на блок В)

Рассматривайте оба блока как единую систему:
Примените второй закон Ньютона к обоим блокам:
∑F = ma
Ф – в_A - в_B + N_A - N_A' = (м_A + м_B) в
N_A и Н_A«Это сила действия и противодействия, имеющая ту же величину, но противоположное направление, поэтому она исключается из уравнения».
Ф – в_A - в_B = (м_A + м_B) в
5 – 1 – 3 = (0,1 + 0,3) а
5 – 4 = (0,4) а
1 = (0,4) а
а = 1/0,4
a = 2,5 м / с²
Действующая вертикально направленная вверх сила (F) в 5 Ньютонов на оба блока приводит к тому, что оба блока движутся вертикально вверх с ускорением 2,5 м/с².².

Рассмотрим блок А:
Примените второй закон Ньютона к блоку А:
∑F = ma
N_A - в_A = м_A a
N_A – 1 = (0,1)(2,5)
N_A - 1 = 0,25
N_A = 1 + 0,25
N_A = 1,25 Ньютон
Нормальная сила, действующая со стороны блока B на блок A, составляет 1,25 Ньютона.
Правильный ответ — B.

Третий закон Ньютона

5. Обратите внимание на следующее утверждение!

(1) Пассажиров отбросило вперед, когда автобус, который двигался размеренно, внезапно резко затормозил.

(2) Стопка книг на картоне не упадет, если картон быстро потянуть.

(3) При игре на скейтборде, когда свободная нога отталкивает землю назад, скейтборд будет скользить вперед.

(4) Весло лодки отталкивается назад, лодка движется вперед.

Приведенное выше утверждение, соответствующее третьему закону Ньютона, гласит...

А. (1) и (2)

Б. (1) и (3)

С. (2) и (3)

Д. (3) и (4)

Обсуждение

(1) Первый закон Ньютона

(2) Первый закон Ньютона

(3) Третий закон Ньютона

(4) Третий закон Ньютона

Правильный ответ — D.

Источник вопроса:

Вопросы для национального экзамена по естественным наукам для средней школы/исламской средней школы

Вопросы OSN по физике для средней школы