4 primeri vprašanj o centripetalni sili
1. Predmet z maso 200 gramov je privezan na lahko vrv in nato vodoravno vrten s konstantno kotno hitrostjo 5 rad s –1 , kot je prikazano na naslednji sliki. Če je dolžina vrvi l = 60 cm, 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
Vprašanje: 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 = mω²r
Opis: ∑ F = centripetalna sila, m = masa telesa, v = tangencialna hitrost, ω = kotna hitrost, r = polmer krožnice.
∑ F = m ω 2 r = (0,2)(5) 2 (0,6) = (0,2)(25)(0,6) = 3 Newtoni
Pravilen odgovor je C.
2. Učenec 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
Vprašanje: 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 tako, da jo avtomobil prevozi z največjo hitrostjo 10 ms –1 . Koeficient trenja med pnevmatikami in cesto je 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 (μs ) = 0,5
Pospešek zaradi gravitacije (g) = 10 m/ s²
Vprašanje: Polmer ukrivljenosti ceste (R metri)
Odgovor:
Edina rezultantna horizontalna sila, ki deluje na avtomobil med zavijanjem, je statično trenje . Formula za statično trenje je:
4. Avto se vozi po ovinku v položaju M, kot je prikazano na spodnji sliki.
Koeficient statičnega trenja med kolesi in cesto je 0,4 (gravitacijski pospešek 10 m/s⁻² ) . Da avtomobil ne bi zapeljal s tira, je največja 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 (μs ) = 0,4
Pospešek zaradi gravitacije (g) = 10 m/ s²
Polmer ukrivljenosti (R) = 40 metrov
Vprašanje: največja hitrost (v)
Odgovor:
Newtonov drugi zakon gibanja pri enakomernem krožnem gibanju
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
