1. Osoba sa nachádza vo výťahu, ktorý sa pohybuje nahor konštantnou rýchlosťou . Hmotnosť osoby je 800 N. Lano výťahu sa okamžite pretrhne, takže výťah spadne. Určte normálovú silu , ktorou pôsobí podlaha výťahu na osobu tesne pred a po pretrhnutí lana výťahu.
A. 800 N a 0
B. 800 N a 800 N
Cca 1600 N a 0
D. 1600 N a 800 N
Známe:
Hmotnosť (w) = 800 Newtonov
Hľadaná: Normálová sila (N)
riešenie:
Predtým, ako sa lano výťahu pretrhne
Keď osoba stojí na podlahe výťahu, pôsobí na ňu tiaž smerom nadol. Táto osoba je v pokoji, takže na ňu musí pôsobiť normálová sila, pričom smer normálovej sily smeruje nahor a veľkosť normálovej sily je rovnaká ako veľkosť tiaže.
Pretože osoba je vo výťahu v pokoji a výťah sa pohybuje konštantnou rýchlosťou (žiadna zrýchlenie), takže na osobu nepôsobí žiadna celková sila.
∑F = 0
S – š = 0
N = w
N = 800 Newtonov
Po pretrhnutí lana výťahu
Po pretrhnutí lana výťahu výťah a osoba voľne padajú spolu, pričom veľkosť a smer ich zrýchlenia sú rovnaké ako zrýchlenie v dôsledku gravitácie. Na osobu nepôsobí žiadna normálová sila.
Správna odpoveď je A.
2. Blok s hmotnosťou 20 gramov sa pohybuje konštantnou rýchlosťou po drsnej vodorovnej podlahe konštantnou rýchlosťou, ak na blok pôsobí vonkajšia sila 2 N. Určte veľkosť trecej sily, ktorou blok pôsobí.
A. 0.3 N
B. 1.4 N
C. 2.0 N
D. 3.6 N
Známe:
Hmotnosť (m) = 20 gramov
Sila (F) = 2 Newtonov
Hľadaná hodnota: Veľkosť trecej sily pôsobiacej na blok.
riešenie:
Na základe Newtonovho prvého pohybového zákona, ak sa blok pohybuje konštantnou rýchlosťou, potom blok nemá žiadne zrýchlenie. Blok sa pohybuje konštantnou rýchlosťou a nedochádza k žiadnemu zrýchleniu, ak:
– Veľkosť trecej sily ( Ffric ) je rovnaká ako veľkosť vonkajšej sily (F)
– Trecia sila (Ffric ) má opačný smer ako vonkajšia sila (F)
Použite Newtonov prvý pohybový zákon:
∑ F = 0
F – Ffric = 0
F = F fric
Ffric = 2 Newtony
Správna odpoveď je C.
3. Hladká naklonená rovina s dĺžkou 0.6 m a výškou 0.4 m. Blok s hmotnosťou 1350 N sa bude pohybovať smerom nahor po naklonenej rovine. Určte veľkosť sily potrebnej na pohyb bloku.
A. 100 N
B. 300 N
C. 600 N
D. 900 N
Známe:
Hmotnosť bloku (w) = 1350 Newtonov
hyp = 0.6 m
dĺžka = 0.4 m
Hľadaná: Minimálna sila
riešenie:
hyp = ac = 0.6 m
opp = bc = 0.4 m
Sin θ = bc / ac = 0.4 / 0.6 = 4/6 = 2/3
Na základe Newtonovho prvého pohybového zákona sa blok začne pohybovať nahor, keď je vonkajšia sila (F) aspoň rovnaká ako horizontálna zložka hmotnosti (w x ).
∑ F = 0
F – w x = 0
F = š x
Ak F = wx , potom sa objekt začne pohybovať nahor konštantnou rýchlosťou.
w x = w sin θ = (1350)(2/3) = (2)(450) = 900 Newtonov
Správna odpoveď je D.
4. Na kváder pôsobia tri sily, F1 = 22 N, F2 = 18 N a F3 = 40 N. Ktorý obrázok znázorňuje prvý Newtonov zákon?
riešenie:
Newtonov prvý zákon: Čistá sila (ΣF) = 0.
A. F1 + F2 – F3 = 22 N + 18 N – 40 N = 40 N – 40 N = 0
B. F2 + F3 – F1 = 18 N + 40 N – 22 N = 58 N – 22 N = 36 N (smerom doprava)
C. F2 + F3 – F1 = 18 N + 40 N – 22 N = 58 N – 22 N = 36 N (smerom doprava)
D. F1 + F3 – F2 = 22 N + 40 N – 18 N = 62 N – 18 N = 44 N (smerom doľava)
