Primeri vprašanj o Newtonovem zakonu

20 primerov Newtonovih zakonov

Newtonov prvi zakon

1. Če je rezultanta sile, ki deluje na predmet, enaka nič, potem ...

(1) predmet ne bo pospešil

(2) predmeti vedno mirujejo

(3) sprememba hitrosti objekta je nič

(4) Nemogoče je, da bi se predmet premikal v ravni črti s konstantno hitrostjo

Resnica je …

A. (1), (2) in (3)

B. Samo (1) in (3)

C. Samo (2) in (4)

Samo D. (4)

E. (1), (2), (3) in (4)

Razprava

Pravilen odgovor je:

(1) Predmet ne bo pospeševal

Rezultantna sila povzroči, da objekt pospeši. Če je rezultantna sila nič, objekt ne bo pospeševal.

(2) Predmeti vedno mirujejo

Newtonov prvi zakon pravi, da če je rezultanta sile, ki deluje na objekt, enaka nič, potem objekt, ki miruje, ostane v mirovanju , objekt, ki se giblje s konstantno hitrostjo (enakomerno linearno gibanje), pa se bo gibal s konstantno hitrostjo.

(3) Sprememba hitrosti objekta je nič

Sprememba hitrosti = pospešek. Sprememba hitrosti telesa je nič, kar pomeni, da je pospešek telesa enak nič. Če je pospešek enak nič, je tudi nastala sila, ki deluje na telo, enaka nič.

Pravilen odgovor je A.

Predmeti v dvigalu

2. Ko je Sandi v mirujočem dvigalu, je njegova teža 500 N. Pospešek zaradi gravitacije = 10 ms ^–2 . Ko dvigalo pospeši, napetost vrvi postane 750 N. Tako je pospešek dvigala ...

A. 5,0 ms ^–2

B. 7,5 ms ^–2

C. 10,0 ms ^–2

D. 12,5 ms ^–2

E. 15,0 ms ^–2

Razprava

Znano je, da:

Kodna teža (w) = 500 Newton = 500 kg ms ^–2 (dvigalo v mirovanju)

Pospešek zaradi gravitacije (g) = 10 m s ^–2

Masa gesla (m) = 500 / 10 = 50 kg

Napetost vrvi (T) = 750 N (dvigalo pospešuje)

Maso dvigala zanemarimo.

Vprašanje: Pospešek dvigala

Odgovor:

Dvigalo miruje, ni pospeška (a = 0). Sila navzgor je pozitivna, sila navzdol pa negativna.

ΣF = ma

T – w = 0

T = w

T = 500 Newtonov

Če dvigalo pospeši navzdol, natezna sila v vrvi postane manjša od 500 Newtonov. Po drugi strani pa, če dvigalo pospešimo navzgor, natezna sila v vrvi postane večja od 500 Newtonov.

Napetost vrvi doseže 750 N, zaradi česar dvigalo pospeši navzgor. Sile v smeri gibanja dvigala so pozitivne, sile v nasprotni smeri pa negativne.

T – w = ma

750 – 500 = 50 a

250 = 50 a

a = 250 / 50

a = 5,0 ms ^–2

Pravilen odgovor je A.

3. Oseba z maso 60 kg je v dvigalu, ki se premika navzdol s pospeškom 3 ms ^-2 . Če je pospešek zaradi gravitacije 10 ms ^-2 , potem je velikost normalne sile, ki jo tla dvigala izvajajo na osebo, enaka ...

A. 180 N

B. 200 S

C. 340 N

D. 420 S

V. 600 S

Razprava

Znano je, da:

Masa (m) = 60 kg

Pospešek osebe in dvigala (a) = 3 m/ ^s²

Pospešek zaradi gravitacije (g) = 10 m/ ^s²

Gravitacija (w) = mg = (60)(10) = 600 Newtonov

Vprašanje: normalna sila (N)

Odgovor:

Na osebo v dvigalu delujeta dve sili, in sicer gravitacija (w) in normalna sila, ki jo na osebo izvajajo tla dvigala (N). Obstajajo tri vektorske količine, in sicer gravitacija, normalna sila in pospešek dvigala, pri čemer je gravitacija usmerjena navzdol, normalna sila navzgor in pospešek dvigala navzdol. Vektorska količina, usmerjena navzdol, je izbrana s pozitivnim predznakom, vektorska količina, usmerjena navzgor, pa z negativnim predznakom.

∑ F = ma

w – N = (60)(3)

600 – N = 180

N = 600–180

N = 420 Newtona

Pravilen odgovor je D.

4. Reza, z maso 40 kg, je v dvigalu, ki se premika navzgor. Če je sila tal dvigala na Rezova stopala 520 N in je gravitacijski pospešek 10 ms ^-2 , potem je pospešek dvigala ...

A. 1,0 ms ^-2

B. 1,5 ms ^-2

C. 2,0 ms ^-2

D. 2,5 ms ^-2

E. 3,0 ms ^-2

Razprava

Znano je, da:

Masa (m) = 40 kg

Normalna sila (N) = 520 N

Pospešek zaradi gravitacije (g) = 10 m/ ^s²

Gravitacijska sila (w) = mg = (40)(10) = 400 N

Vprašanje: Pospešek dvigala

Odgovor:

∑ F = ma

400 – 520 = (40)(a)

-120 = (40)(a)

a = -120/40

a = -3 m/ ^s²

Pospešek dvigala je 3 m/s² ^. Negativni predznak pomeni, da se dvigalo premika navzgor.

Pravilen odgovor je E.

5. Oseba z maso 60 kg je v dvigalu, ki se premika navzdol s pospeškom 3 ms ^-2 . Kolikšen pritisk izvajajo človeške noge na tla dvigala?

Razprava

Znano je, da:

Masa osebe (m) = 60 kg

Teža osebe (w) = mg = (60 kg)(10 m/s² ⁾ = 600 kg m/s² ⁼ 600 Newtonov

Pospešek dvigala (a) = 3 m/s² ^, navzdol.

Vprašanje: Kolikšen pritisk izvajajo stopala osebe na tla dvigala?

Odgovor:

Dvigalo se premika navzdol s pospeškom (a) 3 m/s² ^. Sila v smeri gibanja dvigala je pozitivna, sila v nasprotni smeri gibanja dvigala pa negativna.

w – N = ma

N = w – ma

N = 600 – (60)(3)

N = 600–180

N = 420 Newtona

To je normalna sila, s katero tla dvigala delujejo na osebo. Oseba miruje v dvigalu, tako da je velikost normalne sile enaka njeni navidezni teži. Navidezna teža je enaka pritisku njenih nog na tla.

Sistem obremenitve vrvi z jermenom

6. Dva predmeta A in B, vsak z maso 6 kg in 2 kg, sta z vrvjo pritrjena na škripec, kot je prikazano na sliki. Če zanemarimo trenje med vrvjo in škripcem in je g = 10 ms ^-2 , je napetost v vrvi ...

A. 20 N

B. 24 S

C. 27 N

D. 30 S

V. 50 S

Razprava

Znano je, da:

m _A = 6 kg, m _B = 2 kg, g = 10 m/s ²

w _A = m _A g = (6 kg)(10 m/ ^s² ) = 60 kg m/ ^s²

w _B = m _B g = (2 kg)(10 m/ ^s² ) = 20 kg m/ ^s²

Vprašanje: Kolikšna je natezna sila vrvi (T)?

Odgovor:

w _A > w _B zato se sistem premika v nasprotni smeri urinega kazalca (m _A se premika navzdol, m _B se premika navzgor).

Pospešek

ΣF = ma

w _A – w _B = (m _A + m _B ) a

60 – 20 = (6 + 2) a

40 = (8) a

a = 40 / 8 = 5 m/ ^s²

Napetost vrvi 

m _A se premakne navzdol

w _A – T _A = m _A a

60 – T _A = (6)(5)

60 – TA ₌ 30

TA = 60 – ₃₀

T2 = ₃₀ Newtonov

m _B se premakne navzgor

T _B – w _B = m _B a

T _B – 20 = (2)(5)

T _B – 20 = 10

T _B = 10 + 20

T1 = ₃₀ Newtonov

Napetost vrvice (T) = 30 Newtonov.

Pravilen odgovor je D.

7. Poglejte sliko ob strani! Trenje vrvi in ​​škripca zanemarimo. Če je masa A = 5 kg, g = 10 m s⁻² ⁱⁿ se A giblje navzdol s pospeškom 2,5 m s⁻² ^, kolikšna je potem masa B?

A. 0,5 kg

B. 1 kg

C. 1,5 kg

D. 2 kg

E. 3 kg

Razprava

Znano je, da:

Masa A (m _A ) = 5 kg

Pospešek zaradi gravitacije (g) = 10 m/ ^s²

Pospešek A ali sistemski pospešek (a) = 2,5 m/ ^s²

Teža A (w _A ) = (m _A )(g) = (5)(10) = 50 Newtonov

Vprašanje: kolikšna je masa B (m _B )?

Odgovor:

Blok A se premakne navzdol, zato je teža bloka A (w _A ) večja od teže bloka B (w _B ).

Uporabite Newtonov drugi zakon:

ΣF = ma

w _A – w _B = (m _A + m _B ) a

50 – (m _B )(10) = (5 + m _B ) (2,5)

50 – 10 m _Š = 12,5 + 2,5 m _Š

50 – 12,5 = 2,5 m _B + 10 m _B

37,5 = 12,5 m _B

m _B = 3 kg

Pravilen odgovor je E.

8. Dva telesa z masama 2 kg in 3 kg sta zvezana z vrvjo in nato pritrjena na škripec, katerega masa je zanemarjena, kot je prikazano na sliki.

Če je velikost gravitacijskega pospeška = 10 ms ^-2 , je sila natezanja vrvi, ki jo sistem doživlja, enaka ...

A. 20 N

B. 24 S

C. 27 N

D. 30 S

V. 50 S

Razprava

Znano je, da:

m1 = ₂ kg, m2 ₌ 3 kg, g = 10 m/ ^s2

w² = (m² _{) (} g) = (2 kg)(10 m/s² ⁾ = 20 kg m/s² ali ²⁰ Newtonov

w² = (m² _{) (} g) = (3 kg)(10 m/s² ⁾ = 30 kg m/s² ali ³⁰ Newtonov

Vprašanje: Kolikšna je natezna sila vrvi (T)?

Odgovor:

w2 > w1 _{, zato} se sistem premika v smeri urinega kazalca (m2 _se premika navzdol, m1 _se premika navzgor).

Pospešek

ΣF = ma

w² – w1 ₌ ( _m1 + _{m2 )} a

30 – 20 = (2 + 3) a

10 = (5) a

a = 10 / 5 = 2 m/ ^s².

Napetost vrvi 

m² _se premakne navzdol

w² – _T² = _m² a_​

30 – T2 ₌ (3)(2)

30 – T2 ₌ 6

T2 = 30 – ₆

T2 = ₂₄ Newtonov

m ₁ se premakne navzgor

T1 – _w1 = _m1a​​

T1 _– 20 = (2)(2)

T ₁ – 20 = 4

T1 = 20 + ₄

T1 = ₂₄ Newtonov

Napetost vrvice (T) = 24 Newtonov.

Pravilen odgovor je B.

9. Dva bloka sta povezana z gladkim škripcem, masa škripca pa je zanemarjena, kot je prikazano na sliki. Masa A = m _A , masa B = m _B in blok B pada s pospeškom a. Če je pospešek zaradi gravitacije g, potem je velikost napetosti vrvi, ki nastane v bloku B, enaka…

A. T = m_B.a

B. T = m _A (a – g)

C. T = m _A (g – a)

D. T = m _B (a – g)

E. T = m _B (g – a)

Razprava

Ravna površina je gladka, zato ni sile trenja, ki bi ovirala gibanje bloka A. Sila, ki premika sistem blokov, je teža bloka B.

Izračunajte pospešek sistema:

Izračunajte natezno silo vrvi (T):

Razmislite o gibanju enega od predmetov, na primer A. A se premakne v desno.

V enačbi 1 nadomestite _mA z mA _v enačbi 2.

Pravilen odgovor je E.

10. Blok z maso 10 kg je postavljen na hrapava tla in ga nato vleče vodoravna sila F. Če je koeficient statičnega trenja μ_s = 0,5 in koeficient kinetičnega trenja μ_k = 0,3. Določite velikost sile trenja, ko se blok tik pred tem premakne. (g = 10 m/s²)
Razprava
Blok se bo premaknil natanko tako, če je velikost vlečne sile = velikosti največje statične sile trenja. Statično trenje deluje na predmet (zavira gibanje predmeta), ko ga vlečemo, vendar se predmet še ni premaknil. Statično trenje ima največjo vrednost, ko se predmet tik pred tem, da se premakne (predmet se še ni premaknil, predmet se skoraj premika). Nasprotno pa kinetično trenje deluje na predmet (zavira gibanje predmeta), ko se predmet že premika.
Znano je, da:
Vprašanje: Največja statična sila trenja (f_s)?
Odgovor:
Če je predmet na ravni ravnini, kot je na sliki, je velikost normalne sile = teža predmeta.
Normalna sila (N) = gravitacija (w) = 100 Newtonov
Formula za največjo statično silo trenja:
Koeficient kinetičnega trenja se v izračunih ne uporablja.

11. Dva bloka sta povezana z lahko vrvjo, ki jo vleče vodoravna sila F = 20 N (glej sliko). Če je g = 10 ms^-2 in koeficient kinetičnega trenja med blokom in površino je 0,1, določite velikost pospeška bloka...
Razprava
Znano je, da:
Vprašanje: pospešek (a) bloka?
Odgovor:
12. Bloka A z maso 2 kg in B z maso 4 kg sta razporejena, kot je prikazano na sliki. Če je koeficient trenja tal 3-krat večji od koeficienta trenja bloka B, se bo blok A premikal s pospeškom 5 m/s.^-2Torej je razmerje sile trenja med blokom A in tlemi ter blokoma A in B ... g = 10 m/s²
Razprava
Znano je, da:
Vprašano:
Primerjava sile trenja bloka A in tal (f_{s A}) s silo trenja blokov A in B (f_{s B})?
Odgovor:

13. Poglej sliko ob strani! Masa vsakega bloka je m.₁ = 2 kg in m₂ = 3 kg in masa škripca se zanemari. Če je površina ravnine gladka in je g = 10 ms^-2, potem je pospešek sistema …
A. 0,5 ms^-2
B. 2,0 ms^-2
C. 2,5 ms^-2
D. 4,0 ms^-2
E. 6,0 ms^-2
Razprava
Znano je, da:
m₁ = 2 kg, m₂ = 3 kg, g = 10 ms^-2
w₂ = m₂ g = (3)(10) = 30 kg m/s² ali 30 Newtonov
Vprašanje: Pospešek sistema (a)?
Odgovor:
14. Predmet z maso je povezan z vrvjo, ki poteka skozi gladek škripec, kot je prikazano na sliki. Če je m₁ = 2 kg, m₂ = 3 kg in g = 10 ms^-2, potem je velikost natezne sile vrvi T enaka…
A. 10,2 N
B. 13,3 S
C. 15,5 N
D. 18,3 S
V. 24,0 S
Razprava
Znano je, da:
m₁ = 2 kg, m₂ = 3 kg, g = 10 ms^-2
w₁ = (2)(10) = 20 Newtonov
w₂ = (3)(10) = 30 Newtonov
Vprašanje: Kolikšna je velikost natezne sile na vrvi (T)?
Odgovor:
w₂ = 30 Newtonov je večje od w₁ = 20 Newtonov, torej m₂ premakni se navzdol, m₁ premakni se navzgor.
Newtonova formula drugega zakona:
Natezna sila vrvi?
Glede na smer gibanja sistema ali smer pospeška sistema je smer gravitacijske sile m₂ navzdol, smer sile napetosti vrvi na m₂ na vrh:
w₂ - T.₂ = m₂ a
30 – T₂ = (3)(2)
30 – T₂ = 6
T₂ = 30 - 6
T₂ = 24 Newtonov
Smer gravitacije m₁ navzdol, smer sile napetosti vrvi na m₁ na vrh:
T₁ - w₁ = (m₁) (a)
T₁ – 20 = (2)(2)
T₁ - 20 = 4
T₁ = 4 + 20
T₁ = 24 Newtonov
Natezna sila vrvi (T) = T₁ = T.₂ = 24 Newtonov.

15. Dva bloka, vsak z maso 4 kg, sta povezana z vrvjo in škripcem, kot je prikazano na sliki. Površina in škripec sta gladka. Če blok B vlečemo z vodoravno silo 50 N, je pospešek bloka ... (g = 10 m/s²)
A. 1,25 m/s²
B. 7,5 m/s²
C. 10 m/s²
D. 12,5 m/s²
V. 15 m/s²
Razprava
Znano je, da:
m_A = 4 kg, m_B = 4 kg, g = 10 m/s²
w_A = (m_A)(g) = 4)(10) = 40 Newtonov
F = 50 Newtonov
Vprašanje: pospešek sistema?
Odgovor:
Newtonova formula drugega zakona:
Pospešek obeh blokov je 1,25 m/s²Smer gibanja obeh blokov = smer natezne sile F.

16. Poglejte sliko ob strani! Masi blokov sta m1 ₌ 6 kg in m2 ₌ 4 kg, masa škripca pa je zanemarjena. Če je površina ravnine gladka in je g = 10 m s ⁻² , potem je pospešek sistema….

A. 0,5 ms^-2
B. 2,0 ms^-2
C. 2,5 ms^-2
D. 4,0 ms^-2
E. 5,0 ms^-2

Razprava
Znano je, da:
m₁ = 6 kg, m₂ = 4 kg, g = 10 m/s²
w₁ = m₁ g = (6 kg)(10 m/s²) = 60 kg m/s² ali 60 Newtonov
w₂ = m₂ g = (4 kg)(10 m/s²) = 40 kg m/s² ali 40 Newtonov
Vprašanje: pospešek sistema (a)?
Odgovor:

m₁je na gladki, ravni površini brez trenja, tako da sistem poganja gravitacija blok 2.
Terapkan Newtonov drugi zakon :
∑F = ma
w₂ = (m₁ +m₂)
40 N = (6 kg + 4 kg) a
40 N = (10 kg) a
a = 40 N / 10 kg
a = 4 m/s²
Pravilen odgovor je D.

17. Dva bloka, vsak z maso 2 kg, sta povezana z vrvjo in škripcem, kot je prikazano na sliki. Površina in škripec sta gladka. Če blok B vlečemo z vodoravno silo 40 N, je pospešek bloka ... (g = 10 m/ ^s² )

A. 5 m/s²
B. 7,5 m/s²
C. 10 m/s²
D. 12,5 m/s²
V. 15 m/s²

Razprava:
Znano je, da:
m_A = m_B = 2 kg, g = 10 m/s², F = 40 N
w_A = mg = (2)(10) = 20 N
Vprašanje: pospešek bloka (a)?
Odgovor:
Površina bloka je gladka, zato je sila, ki vpliva na gibanje bloka, le sila F in teža bloka A.
Uporabite Newtonov drugi zakon:
∑F = ma
P – t_A = (m_A +m_B)
40 – 20 = (2 + 2) a
20 = (4) a
a = 20 / 4
a = 5 m/s²
Pravilen odgovor je A.

Nagnjena ravnina

18. Blok z maso 2 kg leži na gladki nagnjeni ravnini z naklonskim kotom = 30^o, tako da se blok premika s konstantnim pospeškom. Če je g = 10 ms^-2, potem je velikost sile, ki premika blok, enaka ...
A. 5 N
B. 6 S
C. 7 N
D. 8 S
V. 10 S
Razprava
Znano je, da:
m = 2 kg, g = 10 m/s², theta = 30^o
w = mg = (2)(10) = 20 kg m/s² = 20 N
Vprašanje: Katera sila premika blok?
Odgovor:

Sila, ki premika blok, je w_x.
w_x = w sin teta
w_x = (20 N)(sin 30^o)
w_x = (20 N)(0,5)
w_x = 10 N.
Sila, ki premika blok, je 10 Newtonov.
Pravilen odgovor je E.

19. Dva bloka sta povezana z lahko vrvjo, ki jo vleče vodoravna sila F = 24 N. g = 10 ms^-2 in tla so spolzka. Velikost pospeška bloka z uporabo Newtonovega drugega zakona za vsak predmet je ...
Razprava
Znano je, da:
m₁ = 2 kg, m₂ = 4 kg, F = 24 N
Vprašanje: Kolikšen je pospešek bloka (a)?
Odgovor:
Velikost pospeška bloka je 4 m/s².

20. Ko je Sandi v mirujočem dvigalu, je njegova teža 500 N. Pospešek zaradi gravitacije = 10 ms^-2Ko dvigalo pospeši, napetost v vrvi postane 750 N. Tako je pospešek dvigala ...
A. 5,0 ms^-2
B. 7,5 ms^-2
C. 10,0 ms^-2
D. 12,5 ms^-2
E. 15,0 ms^-2
Razprava
Znano je, da:
w = 500 N, g = 10 m/s², T = 750 N
Vprašanje: pospešek dvigala (a)?
Odgovor:
Masa gesla:
w = mg
500 = m (10)
m = 500/10
m = 50 kg
Masa dvigala ni znana, zato je skupna masa dvigala in njegove vsebine = masa kode.
Po Newtonovem prvem zakonu je rezultanta sile = 0, če dvigalo miruje.
Natezna sila vrvi (T), ko dvigalo miruje = 500 N.
Ko dvigalo pospeši, sila napetosti vrvi (T) postane 750 N oziroma se poveča za 250 N.

Pospešek dvigala je 5 m/s² in smer pospeševanja = smer gibanja dvigala je navzgor.

Vir vprašanja:

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