Shembull i zbatimit të ligjeve të Njutonit në lëvizjen drejtvizore të një ashensori ose ashensori

4 shembuj pyetjesh mbi zbatimin e ligjeve të Njutonit në lëvizjen drejtvizore të një ashensori ose ashensori

1. Një person me një masë prej 50 kg është në një ashensor. Përshpejtimi për shkak të gravitetit = 10 m/s²Përcaktoni madhësinë e forcës normale të ushtruar nga dyshemeja e ashensorit mbi personin nëse:
(a) ashensor i heshtur
(b) ashensori lëviz poshtë me një shpejtësi konstante
(c) ashensori lëviz lart me një përshpejtim prej 5 m/s²
(d) ashensori lëviz poshtë me një përshpejtim prej 5 m/s²
(e) ashensor me rënie të lirë
Diskutim
Dihet :
Masa e personit (m) = 50 kg
Përshpejtimi për shkak të gravitetit (g) = 10 m/s²
Pesha e personit (p) = mg = (50)(10) = 500 Njuton
Xhevab :
(a) ashensor i heshtur
Ashensori është në qetësi, nuk ka nxitim (a = 0) 
Forca që drejtohet lart është pozitive, forca që drejtohet poshtë është negative.
(b) ashensori lëviz poshtë me një shpejtësi konstante
Ashensori lëviz me një shpejtësi konstante, nuk ka nxitim (a = 0)
Forca që drejtohet lart është pozitive, forca që drejtohet poshtë është negative.
(c) ashensori lëviz lart me një përshpejtim prej 5 m/s²
Ashensori lëviz lart me një nxitim (a) prej 5 m/s²
Forca në të njëjtin drejtim me lëvizjen e ashensorit është pozitive, forca në drejtim të kundërt me lëvizjen e ashensorit është negative.
N – w = ma
N = w + ma
N = 500 + (50)(5)
N = 500 + 250
N = 750 Njuton
Madhësia e forcës normale (N) është e barabartë me peshën (w), prandaj kur ashensori lëviz lart, trupi i personit ndihet më i rëndë. Me fjalë të tjera, kur ashensori lëviz lart, pesha e dukshme e personit bëhet më e madhe. Nëse personi është duke qëndruar në një peshore, kur ashensori lëviz lart, peshorja do të tregojë se masa e personit është më e madhe.
(d) ashensori lëviz poshtë me një përshpejtim prej 5 m/s²
Ashensori lëviz poshtë me një nxitim (a) prej 5 m/s²
Forca në të njëjtin drejtim me lëvizjen e ashensorit është pozitive, forca në drejtim të kundërt me lëvizjen e ashensorit është negative.
w – N = ma
N = w – ma
N = 500 – (50)(5)
N = 500 – 250
N = 250 Njuton
Ndërsa ashensori lëviz poshtë, trupi i personit ndihet më i lehtë. Me fjalë të tjera, ndërsa ashensori lëviz poshtë, pesha e dukshme e personit rritet. Nëse personi do të ishte në këmbë mbi një peshore, ndërsa ashensori lëviz poshtë, peshorja do të tregonte një masë më të ulët.
(e) ashensor me rënie të lirë
Një ashensor me rënie të lirë do të thotë që ashensori lëviz poshtë, ku nxitimi i ashensorit (a) = nxitimi gravitacional (g). Për shembull, g = 10 m/s² atëherë a = 10 m/s²
Forca në të njëjtin drejtim me lëvizjen e ashensorit është pozitive, forca në drejtim të kundërt me lëvizjen e ashensorit është negative.
w – N = ma
N = w – ma
N = 500 – (50)(10)
N = 500 – 500
N = 0
Kur ashensori është në rënie të lirë, pesha e dukshme e personit është zero. Me fjalë të tjera, personi do ta perceptonte veten si pa peshë. Nëse personi do të qëndronte mbi një peshore, ndërsa ashensori lëviz poshtë, peshorja do të tregonte se masa e tij është zero. Kjo gjendje është e ngjashme me të qenit në një hapësirë ​​pa gravitet.

2. Përcaktoni madhësinë e forcës së tensionit në kabllon mbështetës të ashensorit me një masë prej 2000 kg, nëse:
(a) ashensor i heshtur
(b) ashensori lëviz poshtë me një përshpejtim prej 5 m/s²
(c) ashensori lëviz lart me një përshpejtim prej 5 m/s²
(d) ashensor me rënie të lirë
Supozojmë nxitimin për shkak të gravitetit (g) = 10 m/s²
Diskutim
Dihet :
Masa ngritëse (m) = 2000 kg
Përshpejtimi për shkak të gravitetit (g) = 10 m/s²
Pesha e ngritjes (w) = mg = (2000)(10) = 20.000 Njuton
Xhevab :
(a) ashensor i heshtur
Ashensori është në qetësi, nuk ka nxitim (a = 0) 
Forca që drejtohet lart është pozitive, forca që drejtohet poshtë është negative.
Kur ngritja është e palëvizshme, forca e tensionit në litar (T) = pesha e ngritjes (w) = 20.000 Njutonë
(b) ashensori lëviz poshtë me një përshpejtim prej 5 m/s²
Ashensori lëviz poshtë me një nxitim (a) prej 5 m/s²
Forca në të njëjtin drejtim me lëvizjen e ashensorit është pozitive, forca në drejtim të kundërt me lëvizjen e ashensorit është negative.
w – T = ma
T = w – ma
T = 20.000 – (2000)(5)
T = 20.000 – 10.000
T = 10.000 Njuton
Kur ashensori lëviz poshtë, forca e tensionit në litar (T) bëhet më e vogël se kur ashensori është i palëvizshëm.
(c) ashensori lëviz lart me një përshpejtim prej 5 m/s²
Ashensori lëviz lart me një nxitim (a) prej 5 m/s²
Forca në të njëjtin drejtim me lëvizjen e ashensorit është pozitive, forca në drejtim të kundërt me lëvizjen e ashensorit është negative.
T – w = ma
T = w + ma
T = 20.000 + (2000)(5)
T = 20.000 + 10.000
T = 30.000 Njuton
Kur ashensori lëviz lart, forca e tensionit në litar (T) bëhet më e madhe se kur ashensori është i palëvizshëm.

(d) ashensor me rënie të lirë
Një ashensor me rënie të lirë do të thotë që ashensori lëviz poshtë, ku nxitimi i ashensorit (a) = nxitimi gravitacional (g). Për shembull, g = 10 m/s² atëherë a = 10 m/s²
Forca në të njëjtin drejtim me lëvizjen e ashensorit është pozitive, forca në drejtim të kundërt me lëvizjen e ashensorit është negative.
w – T = ma
T = w – ma
T = 20.000 – (2000)(10)
T = 20.000 – 20.000
T = 0
Kur një ashensor është në rënie të lirë, tensioni në litar (T) bëhet zero. Meqenëse tensioni në litar është i barabartë me peshën e ashensorit, kur tensioni në litar është zero, pesha e ashensorit gjithashtu duket të jetë zero. Kjo situatë është e ngjashme me kur një objekt është në një vakum gravitacional ose hapësirë ​​ku nuk ka forcë gravitacionale.

[Shqip: Zbatimi i ligjit të lëvizjes së Njutonit në një ashensor ]

3. Një person me një masë prej 60 kg është në një ashensor që lëviz poshtë me një nxitim prej 3 ms ^-2 . Nëse nxitimi për shkak të gravitetit është 10 ms ^-2 , atëherë madhësia e forcës normale të ushtruar nga dyshemeja e ashensorit mbi personin është...

A. 180 N
B. 200 N
C. 340 N
D. 420 N
E. 600 N

Diskutim
Dihet që:
Masa (m) = 60 kg
Përshpejtimi i personit dhe ashensorit (a) = 3 m/s²
Përshpejtimi për shkak të gravitetit (g) = 10 m/s²

Graviteti (w) = mg = (60)(10) = 600 Njuton
E pyetur: forca normale (N)
Përgjigje:

Mbi një person në një ashensor veprojnë dy forca, përkatësisht graviteti (w) dhe forca normale e ushtruar nga dyshemeja e ashensorit mbi personin (N). Ekzistojnë tre madhësi vektoriale, përkatësisht graviteti, forca normale dhe nxitimi i ashensorit, ku graviteti drejtohet poshtë, forca normale drejtohet lart dhe nxitimi i ashensorit drejtohet poshtë. Madhësia vektoriale e drejtuar poshtë zgjidhet të ketë një shenjë pozitive dhe madhësia vektoriale e drejtuar lart zgjidhet të ketë një shenjë negative.

∑F = ma
w – N = (60)(3)
600 – N = 180
N = 600 – 180
N = 420 Njuton
Përgjigja e saktë është D.

4. Reza, me një masë prej 40 kg, është në një ashensor që lëviz lart. Nëse forca e dyshemesë së ashensorit mbi këmbët e Rezës është 520 N dhe nxitimi për shkak të gravitetit është 10 ms ^-2 , atëherë nxitimi i ashensorit është...

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

Diskutim
Dihet që:
Masa (m) = 40 kg
Forca normale (N) = 520 N
Përshpejtimi për shkak të gravitetit (g) = 10 m/s²

Forca e gravitetit (w) = mg = (40)(10) = 400 N
Pyetja: Përshpejtimi i ashensorit
Përgjigje:
∑F = ma
400 – 520 = (40)(a)
-120 = (40)(a)
a = -120/40
a = -3 m/s²
Përshpejtimi i ashensorit është 3 m/s²Shenja negative do të thotë që ashensori po lëviz lart.
Përgjigja e saktë është E.

Burimi i pyetjes:

Pyetje të Provimit Kombëtar të Fizikës për Shkollën e Mesme të Lartë/Shkollën e Mesme Profesionale