Riešené úlohy z Newtonových pohybových zákonov – Newtonov druhý pohybový zákon
1. Teleso s hmotnosťou 1 kg zrýchľovalo konštantnou rýchlosťou 5 m/s2Odhadnite výslednú silu potrebnú na zrýchlenie objektu.
Známe:
Hmotnosť (m) = 1 kg
Zrýchlenie (a) = 5 m/s2
Hľadáme : čistá sila (∑F)
riešenie:
Na výpočet výslednej sily použijeme druhý Newtonov zákon.
ΣF = ma
ΣF = (1 kg)(5 m/s2) = 5 kg m/s2 = 5 Newtonov
2. Hmota telesa s hmotnosťou 1 kg, výsledná sila ∑F = 2 Newtony. Určte veľkosť a smer zrýchlenia telesa….

Známe:
Hmotnosť (m) = 1 kg
Čistá sila (∑F) = 2 Newtony
Hľadáme Veľkosť a smer zrýchlenia (a)
riešenie:
a = ∑F / m
a = 2 / 1
a = 2 m/s2
Smer zrýchlenia = smer výslednej sily (∑F)
3. Hmotnosť telesa = 2 kg, F1 = 5 Newtonov, F2 = 3 Newtony. Veľkosť a smer zrýchlenia je…

Známe:
Hmotnosť (m) = 2 kg
F1 = 5 Newtonov
F2 = 3 Newtonov
Hľadaný: Veľkosť a smer zrýchlenia (a)
riešenie:
čistá sila:
ΣF = F1 - F2 = 5 – 3 = 2 Newtonov
Veľkosť zrýchlenia:
a = ∑F / m
a = 2 / 2
a = 1 m/s2
Smer zrýchlenia = smer výslednej sily = smer F1
4. Hmotnosť telesa = 2 kg, F1 = 10 Newtonov, F2 = 1 Newtony. Veľkosť a smer zrýchlenia je…

Známe:

Hmotnosť (m) = 2 kg
F2 = 1 Newtonov
F1 = 10 Newtonov
F1x = F.1 cos 60o = (10)(0.5) = 5 Newtonov
Hľadáme Veľkosť a smer zrýchlenia (a)
riešenie:
Čistá sila:
ΣF = F1x - F2 = 5 – 1 = 4 Newtonov
Veľkosť zrýchlenia:
a = ∑F / m
a = 4 / 2
a = 2 m/s2
Smer zrýchlenia = smer výslednej sily = smer F1x
5. F1 = 10 Newtonov, F2 = 1 Newton, m1 = 1 kg, m2 = 2 kg. Veľkosť a smer zrýchlenia je…

Známe:
Hmotnosť 1 (m1) = 1 kg
Hmotnosť 2 (m2) = 2 kg
F1 = 10 Newtonov
F2 = 1 Newtonov
Hľadáme Veľkosť a smer zrýchlenia (a)
riešenie:
Čistá sila:
ΣF = F1 - F2 = 10 – 1 = 9 Newtonov
Veľkosť zrýchlenia:
a = ∑F / (m1 +m2)
a = 9 / (1 + 2)
a = 9 / 3
a = 3 m/s2
Smer zrýchlenia = smer výslednej sily = smer F1
6.
Blok s hmotnosťou 40 kg zrýchľovaný silou 200 N. Zrýchlenie bloku je 3 m/s2Určte veľkosť trecej sily, ktorej pôsobí blok.
A. 15 N
B. 40 N
C. 43 N
D. 80 N
Známe:
Hmotnosť (m) = 40 kg
Sila (F) = 200 N
Zrýchlenie (a) = 3 m/s2
Hľadá sa: Trecia sila (Fg)
riešenie:
Rovnica Newtonov druhý pohybový zákon
ΣF = ma
ΣF = výsledná sila, m = hmotnosť, a = zrýchlenie
Smer sily F doprava, smer trecej sily doľava (smer trecej sily je opačný k smeru pohybu telesa).
Vyberte smer doprava ako kladný a smer doľava ako záporný.
ΣF = ma
F – Fg = má
200 – Fg = (40)(3)
200 – Fg = 120
Fg = 200 - 120
Fg = 80 Newtonov
Správna odpoveď je D.
7. Blok A s hmotnosťou 100 gramov umiestnite nad blok B s hmotnosťou 300 gramov a potom blok B tlačte silou 5 N vertikálne nahor. Určte normálna sila pôsobením bloku B na blok A.
A. 1 N
B. 1.25 N
C. 2 N
D. 3 N
Známe:
Sila (F) = 5 Newtonov
Hmotnosť bloku A (mA) = 100 gramov = 0.1 kg
Hmotnosť bloku B (mB) = 300 gramov = 0.3 kg
Gravitačné zrýchlenie (g) = 10 m/s2
Váha bloku A (wA) = (0.1 kg)(10 m/s2) = 1 kg m/s2 = 1 Newtonov
Hmotnosť bloku B (wB) = (0.3 kg)(10 m/s2) = 3 kg m/s2 = 3 Newtonov
Hľadaný: Normálová sila pôsobiaca z bloku B na blok A
riešenie:
Na oba bloky pôsobí niekoľko síl, ako je znázornené na obrázku.
F = tlačná sila (pôsobí na blok B)
wA = hmotnosť bloku A (pôsobí na blok A)
wB = hmotnosť bloku B (pôsobí na blok B)
NA = normálová sila pôsobiaca z bloku B na blok A (pôsobí na blok A)
NA' = normálová sila pôsobiaca z bloku A na blok B (pôsobí na blok B)
Aplikujte druhý Newtonov pohybový zákon na oba bloky:
ΣF = ma
P – tA - wB + N.A - NA' = (mA +mB) na
NA a NA„sú akčné a reakčné sily, ktoré majú rovnakú veľkosť, ale opačný smer, takže sú z rovnice vylúčené.“
P – tA - wB = (mA +mB) na
5 – 1 – 3 = (0.1 + 0.3) a
5 – 4 = (0.4) a
1 = (0.4) a
a = 1 / 0.4
a = 2.5 m/s2
Aplikujte druhý Newtonov pohybový zákon na blok A:
ΣF = ma
NA - wA = mA a
NA – 1 = (0.1)(2.5)
NA - 1 = 0.25
NA = 1 + 0.25
NA = 1.25 Newtonov
Správna odpoveď je B.
8. Predmet s hmotnosťou 4 N je podopretý šnúrou a kladkou. Na kladku pôsobí sila 2 N a jeden koniec šnúry je ťahaný silou 9 N. Určte výslednú silu pôsobiacu na predmet X.
A. 3 N smerom nahor
B. 4 N smerom nadol
C. 9 N smerom nahor
D. 9 N smerom nadol
Známe:
Hmotnosť X (wX) = 4 Newtona
Ťahová sila (F)x) = 2 Newtona
Napínacia sila (FT) = 9 Newtona
Hľadá sa: Na objekt X pôsobí čistá sila
riešenie:
Vertikálne nahor pôsobiace sily na objekt
Napínacia sila má rovnakú veľkosť vo všetkých častiach šnúry. Napínacia sila je teda 9 N.
Vertikálne smerujúce sily, ktoré pôsobia na objekt
Na objekt X pôsobia dve sily a obe sily smerujú vertikálne nadol, pričom horizontálna zložka hmotnosti wx a horizontálna zložka sily Fx.
Čistá sila pôsobiaca na objekt
FT - wX - Fx = 9 – 4 – 2 = 9 – 6 = 3
Čistá sila pôsobiaca na objekt X je 3 Newtony, vertikálne nahor.
Správna odpoveď je A.
9. Teleso spočiatku v pokoji na hladkom vodorovnom povrchu. Na teleso pôsobí sila 16 N, takže teleso zrýchľuje rýchlosťou 2 m/s.2Ak je ten istý objekt v pokoji na drsnom vodorovnom povrchu a naň pôsobí trecia sila 2 N, určte zrýchlenie objektu, ak naň pôsobí rovnaká sila 16 N.
A. 1.75 m/s2
B. 1.50 m/s2
Cca 1.00 m/s2
D. 0.88 m/s2
Známe:
Sila (F) = 16 Newtonov = 16 kg m/s2
Zrýchlenie (a) = 2 m/s2
Trecia sila (Ffric) = 2 Newtony = 2 kg m/s2
Hľadaný: Zrýchlenie objektu?
riešenie:
Hladký horizontálny povrch (bez trecej sily):
ΣF = ma
F = ma
16 = (m)²
m = 16/2
m = 8 XNUMX kg
Hmotnosť objektu je 8 kilogramov.
Drsný horizontálny povrch (pôsobí trecia sila):
ΣF = ma
F – Ffric = má
16 – 2 = 8 a
14 = 8 a
a = 14 / 8
a = 1.75 m/s2
Zrýchlenie objektu je 1.75 m/s2.
Správna odpoveď je A.
10. Tom a Andrew tlačia predmet na hladkú podlahu. Tom tlačí predmet silou 5.70 N. Ak je hmotnosť predmetu 2.00 kg a zrýchlenie, ktoré predmet vykazuje, je 2.00 ms-2, potom určte veľkosť a smer sily pôsobiacej na Toma.
A. 1.70 N a jej smer je opačný k sile, ktorou pôsobí Andrej.w.
B. 1.70 N a jej smer je rovnaký ako smer sily, ktorou pôsobí Andrew
C. 2.30 N a jej smer je opačný k sile, ktorou pôsobí Andrew.
D. 2.30 N a jej smer je rovnaký ako smer sily, ktorou pôsobí Andrew.
Známe:
Tlačná sila pôsobiaca Andrewom (F1) = 5.70 Newtona
Hmotnosť objektu (m) = 2.00 kg
Zrýchlenie (a) = 2.00 m/s2
Hľadaný: Veľkosť a smer sily, ktorou pôsobí Tom (F2)?
riešenie:
Použite druhý Newtonov pohybový zákon:
ΣF = ma
F1 + F2 = má
5.70 + F2 = (2)(2)
5.70 + F2 = 4
F2 = 4 - 5.70
F2 = – 1.7 Newtona
Znamienko mínus označovalo, že (F2) je opačná k pôsobeniu tlačnej sily podľa Andrewa (F1).
Správna odpoveď je A.
11. Ak je hmotnosť bloku rovnaká, ktorý obrázok znázorňuje najmenšie zrýchlenie?

Riešenie
Čistá sila A:
ΣF = 4 N + 2 N – 3 N = 6 N – 3 N = 3 Newtony, vľavo
Čistá sila B:
ΣF = 2 N + 3 N – 4 N = 5 N – 4 N = 1 Newtonov, vpravo
Čistá sila C:
ΣF = 4 N + 3 N – 2 N = 7 N – 2 N = 5 Newtonov, vpravo
Čistá sila D:
ΣF = 3 N + 4 N + 2 N = 9 Newtonov, vpravo
Rovnica druhého Newtonovho zákona:
ΣF = ma
a = ΣF / m
a = zrýchlenie, ΣF = výsledná sila, m = hmotnosť
Na základe vyššie uvedeného vzorca je zrýchlenie (a) priamo úmerné výslednej sile (ΣF) a nepriamo úmerné hmotnosti (m). Ak je hmotnosť objektu rovnaká, čím väčšia je výsledná sila, tým väčšie je zrýchlenie, alebo čím menšia je výsledná sila, tým menšie je zrýchlenie.
Na základe vyššie uvedeného výpočtu je najmenšia výsledná sila 1 Newton, takže zrýchlenie je tiež najmenšie.
Správna odpoveď je B.
12. Na teleso s hmotnosťou 20 kg pôsobia určité sily, ako je znázornené na obrázku nižšie.

Určte zrýchlenie objektu.
Známe:
Hmotnosť objektu (m) = 20 kg
Čistá sila (ΣF) = 25 N + 30 N – 15 N = 40 N
Hľadá sa: Zrýchlenie objektu
riešenie:
Zrýchlenie objektu vypočítané pomocou rovnice druhého Newtonovho zákona:
ΣF = ma
a = ΣF / m = 40 N / 20 kg = 2 N/kg = 2 m/s2
13. Ktoré z nasledujúcich tvrdení popisuje Newtonov tretí zákon?
(1) Cestujúci sa tlačili dopredu, keď autobus náhle zabrzdil
(2) B.knihy na papieri nepadajú keď sa papier rýchlo vytiahne
(3) Pri hraní skateboardu, keď noha tlačí na zem dozadu, skateboard sa posúva dopredu.
(4) Olode tlačené dozadu, lode sa pohybujú dopredu
riešenie:
(1) Newtonov prvý zákon
(2) Newtonov prvý zákon
(3) Newtonov tretí zákon
(4) Newtonov tretí zákon
[wpdm_package id='470']
- Hmotnosť a hmotnosť
- normálna pevnosť
- Newtonov druhý pohybový zákon
- Trecia sila
- Pohyb na horizontálnej ploche bez trecej sily
- Pohyb dvoch telies s rovnakým zrýchlením na drsnom vodorovnom povrchu pôsobením trecej sily
- Pohyb na naklonenej rovine bez trecej sily
- Pohyb na drsnej naklonenej rovine s trecou silou
- Pohyb vo výťahu
- Pohyb telies je spojený šnúrami a kladkami
- Dve telesá s rovnakou veľkosťou zrýchlenia
- Zaokrúhľovanie plochej krivky – dynamika kruhového pohybu
- Obkľúčenie naklonenej krivky – dynamika kruhového pohybu
- Rovnomerný pohyb v horizontálnej kružnici
- Dostredivá sila pri rovnomernom kruhovom pohybe
Čítaj viac