Príklad otázok týkajúcich sa naklonenej roviny

9 príkladov otázok o naklonenej rovine

Pre lepšie pochopenie diskusie o tejto otázke si preštudujte materiál o Newtonových zákonoch , normálovej sile a trecej sile .

1. Blok s hmotnosťou 5 kg sa uvoľní na hladkú naklonenú rovinu, ako je znázornené na obrázku! (g = 10 ms ⁻² a tg 37 ^o = 3/4). Zrýchlenie bloku je...

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

Diskusia

Je známe, že:

m = 5 kg, g = 10 m/ ^s²

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

dĺžka spodnej strany = 4

dĺžka zvislej strany = 3

Keďže dolná strana = 4 a zvislá strana = 3, potom prepona = 5. Môžete to dokázať pomocou Pytagorovej vetvy.

Otázka: zrýchlenie bloku (a)?

Odpoveď:

Sila, ktorá spôsobuje pohyb bloku, je w _x . Naklonená rovina je hladká, takže nedochádza k treniu.

w_x = w sin θ = (w)(vertikálna strana / prepona)

w _x = (50)(3/5)

w _x = 30 Newtonov

Aké je zrýchlenie (a) bloku?

Σ F = ma

w _x = ma

30 = (5) a

a = 30 / 5

a = 6 m/ ^s²

Správna odpoveď je B.

2. Pozrite sa na obrázok! Blok je spočiatku v pokoji, potom je ťahaný silou F nahor rovnobežne s naklonenou rovinou. Hmotnosť bloku je 8 kg, koeficient trenia µ _s = 0,5 a θ = 45 ^° . Aby sa blok pohyboval presne nahor, sila F musí byť….

A. 40 N

B. 60 N

C. 60√2 N

D. 80 N

V. 80√2 N

Diskusia

Je známe, že :

Statický koeficient trenia (µs ₎ = 0,5

Uhol (θ) = 45 ^°

Zrýchlenie v dôsledku gravitácie (g) = 10 m/ ^s²

Hmotnosť bloku (m) = 8 kilogramov

Hmotnosť bloku (w) = mg = (8 kg)(10 m/s² ⁾ = 80 kg m/s² ⁼ 80 Newtonov

Otázka : Aká je veľkosť sily F, aby sa blok pohyboval smerom nahor?

Odpoveď :

Blok sa bude pohybovať smerom nahor , _ak F ≥ wx + fs_.

Zložka gravitácie rovnobežná s naklonenou rovinou :

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

Zložka gravitácie kolmá na naklonenú rovinu :

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

Normálna sila :

N = w _y = 40√2

Statická trecia sila :

fs ₌ µs _N = (0,5)(40√2) = 20√2

Veľkosť sily F, ktorou sa blok bude pohybovať smerom nahor :

F ≥ wx + fs_​​

F ≥ 40√2 + 20√2

F ≥ 60√2 Newtonov

Správna odpoveď je C.

3. Blok s hmotnosťou 8 kg je umiestnený na drsnej naklonenej rovine, ako je znázornené na nasledujúcom obrázku. Minimálna vonkajšia sila potrebná na zabránenie zosuvu bloku je… (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

V. 68,8 N

Diskusia

Je známe, že :

Hmotnosť bloku (m) = 8 kg

Zrýchlenie v dôsledku gravitácie (g) = 10 m/ ^s²

Hmotnosť bloku (w) = mg = (8)(10) = 80 Newtonov

Sin 37 ^o = 0,6

Cos 37 ^o = 0,8

Koeficient kinetického trenia (µk ₎ = 0,1

N = w _y = w cos 37 ^o = (80)(0,8) = 64 Newtonov

Otázka : Minimálna vonkajšia sila (F) potrebná na podopretie bloku, aby sa blok nešmykol nadol.

Džavab :

Blok sa nešmýka dole, ak F = w _x

Zložka gravitácie rovnobežná s naklonenou rovinou :

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

fk ₌ u _kN = (0,1) (64) = 6,4

Minimálna sila F, aby blok neskĺzol dole :

F + _fk – wx ₌ 0

F = w _x – f _k = 48 – 6,4 = 41,6 Newtonov

4. Predmet s hmotnosťou 5,0 kg je ťahaný lanom po drsnej naklonenej rovine silou 71 N (g = 10 m s ^-2 , sin 37 ^o = 0,6, cos 37 ^o = 0,8). Ak je koeficient trenia medzi predmetom a rovinou 0,4, zrýchlenie, ktorému predmet pôsobí, je…

A. 0,5 ms^-2

B. 2 ms ^-2

C. 2,5 ms ^-2

D. 3 ms ^-2

E. 5 ms ^-2

Diskusia

Je známe, že :

Hmotnosť objektu (m) = 5 kg

4. Otázky k národnej skúške z fyziky SMA pre akademický rok 2012/2013, SA 67 č. 5

Predmet s hmotnosťou 5,0 kg je ťahaný lanom po drsnej naklonenej rovine silou 71 N (g = 10 m s ^-2 , sin 37 ^o = 0,6, cos 37 ^o = 0,8). Ak je koeficient trenia medzi predmetom a rovinou 0,4, zrýchlenie, ktorému predmet pôsobí, je…

A. 0,5 ms ^-2

B. 2 ms ^-2

C. 2,5 ms ^-2

D. 3 ms ^-2

E. 5 ms ^-2

Diskusia

Je známe, že :

Hmotnosť objektu (m) = 5 kg

Zrýchlenie v dôsledku gravitácie (g) = 10 m/ ^s²

Hmotnosť predmetu (w) = mg = (5)(10) = 50 Newtonov

Sila F = 71 Newtonov

Sin 37 ^o = 0,6

Cos 37 ^o = 0,8

Koeficient trenia = 0,4

Otázka : Zrýchlenie objektu (a)

Odpoveď :

Výsledná sila

Najprv vypočítajte výslednú silu pôsobiacu na teleso.

Zložka gravitácie rovnobežná s naklonenou rovinou :

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

Zložka tiaže kolmá na naklonenú rovinu :

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

Normálny štýl :

N = w _y = 40

Kinetická trecia sila :

fk ₌ µkN = ( _0,4 )(40) = 16

Výsledná sila pôsobiaca na naklonenú rovinu:

∑ F = F – w _x – f _k = 71 – 30 – 16 = 25 Newtonov

Zrýchlenie objektu

Zrýchlenie objektu sa vypočíta pomocou druhého Newtonovho zákona:

a = ∑F / m = 25 / 5 = 5 m/ ^s²

Správna odpoveď je E.

5.
Pozrite sa na obrázok! Blok je spočiatku v pokoji, potom je ťahaný nahor silou F rovnobežnou s naklonenou rovinou. Hmotnosť bloku je 8 kg, koeficient trenia je µ._s = 0,5 a θ = 45^oAby sa blok pohyboval nahor, sila F musí byť….

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

Diskusia
Je známe :
Koeficient statické trenie (µ_s) = 0,5
Uhol (θ) = 45^o
Zrýchlenie v dôsledku gravitácie (g) = 10 m/s²
Hmotnosť bloku (m) = 8 kilogramov
Hmotnosť bloku (w) = mg = (8 kg)(10 m/s²) = 80 kg m/s² = 80 Newtonov
Opýtal sa Veľkosť sily F, ktorou sa blok pohybuje smerom nahor
Džavab :

Pravý blok sa posunie nahor, ak F ≥ w_x + f_s.
Zložka gravitácie rovnobežná s naklonenou rovinou :
w_x = w sin θ = (80) (sin 45) = (80) (0,5√2) = 40√2
Zložka gravitácie kolmá na naklonenú rovinu :
w_y = w cos θ = (80)(cos 45) = (80)(0,5√2) = 40√2
Normálna sila :
N = w_y = 40√2
Statická trecia sila :
f_s = µ_s N = (0,5)(40√2) = 20√2
Veľkosť sily F, ktorou sa blok bude pohybovať smerom nahor :
F ≥ w_x + f_s
F ≥ 40√2 + 20√2
F ≥ 60√2 Newtonov
Správna odpoveď je C.

6.
Blok s hmotnosťou 8 kg je umiestnený na nerovnej naklonenej rovine, ako je znázornené na obrázku nižšie. Minimálna vonkajšia sila potrebná na zabránenie zosuvu bloku je… (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
V. 68,8 N

Diskusia
Je známe :
Hmotnosť bloku (m) = 8 kg
Zrýchlenie v dôsledku gravitácie (g) = 10 m/s²
Hmotnosť bloku (w) = mg = (8)(10) = 80 Newtonov
Hriech 37^o = 0,6
Pretože 37^o = 0,8
Koeficient kinetického trenia (µ_k) = 0,1
Opýtal sa Minimálna vonkajšia sila (F) držiaca blok tak, aby sa blok nešmýkal nadol
Džavab :
Blok sa nezošmykne, ak F = w_x
Zložka gravitácie rovnobežná s naklonenou rovinou :
w_x = w sin θ = (80) (sin 37) = (80) (0,6) = 48
f_k = µ_k N = (0,1)(64) = 6,4
Minimálna sila F, aby blok neskĺzol dole :
F + f_k - w_x = 0
F = w_x - f_k = 48 – 6,4 = 41,6 Newtonov

7.
Predmet s hmotnosťou 5,0 kg je ťahaný lanom po drsnej naklonenej rovine silou 71 N (g = 10 m s).^-2, hriech 37^o = 0,6, cos 37^o = 0,8). Ak je koeficient trenia medzi objektom a rovinou 0,4, zrýchlenie, ktoré objekt zažíva, je…
A. 0,5 ms^-2
B. 2 ms^-2
C. 2,5 ms^-2
D. 3 ms^-2
E. 5 ms^-2
Diskusia
Je známe :
Hmotnosť objektu (m) = 5 kg
Zrýchlenie v dôsledku gravitácie (g) = 10 m/s²
Hmotnosť predmetu (w) = mg = (5)(10) = 50 Newtonov
Sila F = 71 Newtonov
Hriech 37^o = 0,6
Pretože 37^o = 0,8
Koeficient trenia = 0,4
Opýtal sa Zrýchlenie objektu (a)
Džavab :
Výsledná sila
Najprv vypočítajte výslednú silu pôsobiacu na teleso.
Zložka gravitácie rovnobežná s naklonenou rovinou :
w_x = w sin θ = (50) (sin 37) = (50) (0,6) = 30
Zložka gravitácie kolmá na naklonenú rovinu :
w_y = w cos θ = (50) (cos 37) = (50) (0,8) = 40
Normálna sila :
N = w_y = 40
Kinetická trecia sila :
f_k = µ_k N = (0,4)(40) = 16
Výsledná sila pôsobiaca na naklonenú rovinu:
∑F = F – w_x - f_k = 71 – 30 – 16 = 25 Newtonov
Zrýchlenie objektu
Zrýchlenie objektu sa vypočíta pomocou druhého Newtonovho zákona:
a = ∑F / m = 25 / 5 = 5 m/s²
Správna odpoveď je E.

8. Pozrite sa na obrázok! Blok je spočiatku v pokoji, potom je ťahaný silou F smerom nahor rovnobežne s naklonenou rovinou. Hmotnosť bloku je 2 kg, koeficient statického trenia = 0,3 a uhol = 45 ^° . Aby sa blok pohyboval presne nahor, sila F musí byť… g = 10 m/ ^s²

Diskusia
Je známe, že:
m = 2 kg, g = 10 m/s², = 45^o, μ_s = 0,3
Otázka: Aká veľká je sila F, aby sa blok pohyboval presne nahor?
Odpoveď:

Informácie: F = ťahová sila, w = gravitačná sila, w_x = zložka hmotnosti bloku rovnobežnej s povrchom naklonenej roviny, w_y = zložka hmotnosti bloku kolmá na povrch naklonenej roviny, N = normálová sila, f_s = statická trecia sila.

V otázke je známy koeficient statického trenia, čo znamená, že povrch naklonenej roviny je drsný, takže existuje trecia sila, ktorá bráni pohybu bloku.
Aby sa blok pohyboval smerom nahor, sila F musí byť rovná w._x +f_sObjekt sa pohybuje smerom nahor, keď je F väčšie ako w._x +f_s.

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

Aby sa blok posunul nahor, potom:
F = w_x +f_s = 10√2 + 3√2 = 13√2 Newtonov
Správna odpoveď je C.

9. Predmet s hmotnosťou 2 kg je umiestnený na naklonenej rovine, ako je znázornené na obrázku nižšie. Ak je koeficient statického trenia medzi blokom a naklonenou rovinou 0,2√3 a g = 10 ms ^–2 , potom výsledná sila, ktorá pohybuje predmetom, je…

Diskusia
Je známe, že:
m = 2 kg, g = 10 m/s², = 30^o, μ_s = 0,2√3
Otázka: Výsledná sila, ktorá pohybuje objektom?

Odpoveď:

Trenie vždy brzdí pohyb objektu, preto sa smer trecej sily znázorňuje opačný k smeru pohybu objektu. Predpokladá sa, že objekt sa pohybuje smerom nadol, takže trecia sila sa znázorňuje smerom nahor. Predpokladá sa, že objekt sa pohybuje smerom nadol, pretože naň nepôsobí žiadna sila, ktorá by ho ťahala nahor.
w = mg = (2)(10) = 20 Newtonov
w_x = w sin 30^o = (20)( ½ ) = 10 Newtonov
w_y = w cos 30^o = (20)( ½ √3) = 10√3 Newtonov
N = w_y = 10√3 Newtona
f_s = μ_s N = (0,2√3)(10√3) = (2)(3) = 6 Newtonov
Výsledná sila, ktorá pohybuje objektom, je:
F = w_x - f_s = 10 – 6 = 4 Newtonov
w_x väčšie ako f_s takže sa objekt pohybuje smerom nadol, v smere w_x.
Správna odpoveď je A.

Zdroj otázky:

Otázky z fyziky na národnej skúške pre stredné školy/odborné gymnázium