Primeri vprašanj o centripetalni sili

4 primeri vprašanj o centripetalni sili

1. Predmet z maso 200 gramov je privezan na lahko vrv in nato vodoravno vrten z kotna hitrost ostaja pri 5 rad/s^-1, kot je na naslednji sliki. Če je dolžina vrvi l = 60 cm, potem je velikost centripetalne sile, ki deluje na predmet, enaka ...

A. 0,3 N

B. 0,6 S

C. 3 N

D. 6 S

V. 30 S

Razprava

Znano je, da:

Masa predmeta (m) = 200 gramov = 200/1000 kg = 2/10 kg = 0,2 kg

Kotna hitrost (ω) = 5 radianov/sekundo

Dolžina vrvi = polmer (r) krožne poti = 60 cm = 60/100 metrov = 0,6 metra

Vprašano: Velikost centripetalne sile, ki deluje na telo, je ...

Odgovor:

Centripetalna sila je rezultanta sile, ki povzroči, da objekt doživi centripetalni pospešek. Formula za centripetalno silo je:

∑F = ma_s

∑F = mv²/r = mω² r

Informacije: ∑F = centripetalna sila, m = masa telesa, v = tangencialna hitrost, ω = kotna hitrost, r = polmer krožne poti.

∑F = m ω² r = (0,2)(5)² (0,6) = (0,2)(25)(0,6) = 3 Newtona

Pravilen odgovor je C.

2. Študent vrti kamen, privezan na konec vrvice. Kamen se vrti vodoravno, kot je prikazano zgoraj. Če se hitrost vrtenja kamna podvoji, centripetalna sila postane ...

A. 6-krat original

B. še 5-krat

C. Še enkrat

D. še 2-krat

E. 2-krat originalno

Razprava

Znano je, da:

Masa kamna = m

Hitrost kamna = v

Dolžina vrvi = polmer = r

Vprašano: Če se hitrost podvoji, centripetalna sila postane ...

Odgovor:

Če se hitrost podvoji, postane centripetalna sila:

Centripetalna sila postane 4-krat večja od prvotne.

Pravilen odgovor je C.

3. Krivulja na ravni cesti je zasnovana za vožnjo avtomobila z največjo hitrostjo 10 m/s.^-1Znano je, da je koeficient trenja med pnevmatiko in cesto 0,5, polmer ukrivljenosti ceste pa je R m. Potem je vrednost R ... (g = 10 ms^-2)

A. 7,5 metra

B. 8,0 metrov

C. 10 metrov

D. 15 metrov

V. 20 metrov

Razprava

Znano je, da:

Hitrost (v) = 10 m/s

Koeficient trenja med pnevmatiko in cesto (μ_s) = 0,5

Pospešek zaradi gravitacije (g) = 10 m/s²

Vprašano: Polmer ukrivljenosti ceste (R metri)

Odgovor:

Edina rezultantna sila v vodoravni smeri, ki deluje na avtomobil, ko se avtomobil obrača, je statična sila trenjaFormula za statično silo trenja:

4. Avto se pelje po ovinku v položaju M, kot je prikazano na spodnji sliki.

Koeficient statičnega trenja med kolesom in cesto je 0,4 (gravitacijski pospešek 10 ms^-2). Da avtomobil ne bi zapeljal s tira, je najvišja dovoljena hitrost ...

A. √10 ms^-1

B. 2√10 ms^-1

C. 4√10 ms^-1

D. 5√10 ms^-1

E. 6√10 ms^-1

Razprava

Znano je, da:

Statični koeficient trenja (μ_s) = 0,4

Pospešek zaradi gravitacije (g) = 10 m/s²

Polmer ukrivljenosti (R) = 40 metrov

Vprašano: največja hitrost (v)

Odgovor:

Formula Newtonov drugi zakon pada enakomerno krožno gibanje

Informacije:

ΣF = centripetalna sila = rezultanta sile = skupna sila, m = masa telesa, a_s = centripetalni pospešek, v = linearna hitrost, R = polmer ukrivljenosti

Centripetalna sila

Centripetalna sila je rezultanta sile, usmerjene proti središču krožne poti. Ko se avtomobil premika v krogu, je edina sila, usmerjena proti središču, statično trenje, zato je statično trenje centripetalna sila.

Formula za statično silo trenja:

Informacije:

μ_s = koeficient statičnega trenja, w = teža predmeta, m = masa predmeta, g = gravitacijski pospešek.

Izračunajte največjo hitrost (v):

Pravilen odgovor je C.

Vir vprašanja:

Vprašanja iz fizike za nacionalni izpit za višjo srednjo šolo/poklicno srednjo šolo