Примери питања о Њутновом закону

20 примера Њутнових закона

Њутнов први закон

1. Ако је резултујућа сила која делује на тело једнака нули, онда...

(1) објекат неће убрзати

(2) објекти су увек у мировању

(3) промена брзине објекта је нула

(4) немогуће је да се објекат креће праволинијски константном брзином

Истина је…

А. (1), (2) и (3)

Б. Само (1) и (3)

C. Само (2) и (4)

Само Д. (4)

Е. (1), (2), (3) и (4)

Пембахасан

Тачан одговор је:

(1) Објекат неће убрзати

Резултантна сила узрокује убрзање објекта. Ако је резултантна сила нула, објекат неће убрзати.

(2) Предмети су увек у мировању

Њутнов први закон каже да ако је резултујућа сила која делује на објекат једнака нули, онда објекат у мировању остаће у мировању и објекат који се креће константном брзином (равномерно линеарно кретање) наставиће да се креће константном брзином.

(3) Промена брзине објекта је нула

Промена брзине = убрзање. Промена брзине објекта је нула, што значи да је убрзање објекта једнако нули. Ако је убрзање једнако нули, онда је резултујућа сила која делује на објекат једнака нули.

Тачан одговор је А.

Предмети у лифту

2. Када је у стационарном лифту, Сандијева тежина је 500 N. Убрзање гравитације = 10 ms^{-КСНУМКС} Када лифт убрзава, затегнутост ужета постаје 750 N. Дакле, убрзање лифта је…

А. 5,0 мс^{-КСНУМКС}

Б. 7,5 мс^{-КСНУМКС}

C. 10,0 ms^{-КСНУМКС}

Д. 12,5 мс^{-КСНУМКС}

И. 15,0 мс^{-КСНУМКС}

Пембахасан

Познато је да:

Тежина кода (w) = 500 Њутн = 500 кг м/с^{-КСНУМКС} (тихи лифт)

Убрзање гравитације (g) = 10 ms^{-КСНУМКС}

Маса лозинке (м) = 500 / 10 = 50 кг

Затегнутост ужета (Т) = 750 N (лифт убрзава)

Маса лифта је занемарена.

Питао/ла: Убрзање лифта

Јаваб :

Лифт мирује, нема убрзања (a = 0). Сила усмерена нагоре је позитивна, сила усмерена надоле је негативна.

ΣF = mA

Т – в = 0

Т = w

Т = 500 Њутна

Ако се лифт убрзава надоле, сила затезања у ужету постаје мања од 500 Њутна. С друге стране, ако се лифт убрзава нагоре, сила затезања у ужету постаје већа од 500 Њутна.

Затегнутост ужета постаје 750 N, што узрокује убрзање лифта навише. Силе у истом смеру кретања лифта су позитивне, а силе у супротном смеру су негативне.

Т – в = ма

750 – 500 = 50 а

250 = 50 а

а = 250 / 50

a = 5,0 ms^{-КСНУМКС}

Тачан одговор је А.

3. Особа масе 60 kg налази се у лифту који се креће надоле убрзањем од 3 m/s.^-2Ако је убрзање гравитације на Земљи 10 m/s^-2, онда је величина нормалне силе којом делује под лифта на особу….

А. 180 Н.

Б. 200 Н.

Ц. 340 Н.

Д. 420 Н.

И. 600 С

Пембахасан

Познато је да:

Маса (m) = 60 kg

Убрзање особе и лифта (а) = 3 м/с²

Убрзање гравитације (g) = 10 m/s²

Гравитација (w) = mg = (60)(10) = 600 Њутна

Питао/ла: нормална сила (N)

Јаваб :

На особу у лифту делују две силе, наиме гравитација (w) и нормална сила којом под лифта делује на особу (N). Постоје три векторске величине, наиме гравитација, нормална сила и убрзање лифта, где је гравитација усмерена надоле, нормална сила је усмерена нагоре, а убрзање лифта је усмерено надоле. Векторска величина усмерена надоле је изабрана тако да има позитиван знак, а векторска величина усмерена нагоре је изабрана тако да има негативан знак.

∑F = ма

w – N = (60)(3)

600 – Н = 180

Н = 600 – 180

N = 420 Њутна

Тачан одговор је Д.

4. Реза, масе 40 кг, налази се у лифту који се креће навише. Ако је сила пода лифта на Резина стопала 520 N, а убрзање гравитације 10 m/s^-2, онда је убрзање лифта….

А. 1,0 мс^-2

Б. 1,5 мс^-2

C. 2,0 ms^-2

Д. 2,5 мс^-2

Е. 3,0 мс^-2

Пембахасан

Познато је да:

Маса (m) = 40 kg

Нормална сила (N) = 520 N

Убрзање гравитације (g) = 10 m/s²

Гравитациона сила (w) = mg = (40)(10) = 400 N

Питао/ла: Убрзање лифта

Јаваб :

∑F = ма

400 – 520 = (40)(а)

-120 = (40)(а)

а = -120/40

a = -3 м/с²

Убрзање лифта је 3 m/s²Негативан знак значи да се лифт креће навише.

Тачан одговор је Е.

5. Особа масе 60 kg налази се у лифту који се креће надоле убрзањем од 3 ms^-2Колики притисак врше људска стопала на под лифта?

Пембахасан

Познато је да:

Маса особе (м) = 60 кг

Тежина особе (w) = mg = (60 kg)(10 m/s²) = 600 kg m/s² = 600 Њутна

Убрзање лифта (a) = 3 m/s², доле.

Питао/ла: Колики је притисак људских стопала на под лифта?

Јаваб :

Лифт се креће надоле убрзањем (а) од 3 м/с². Сила у истом смеру као и кретање лифта је позитивна, сила у супротном смеру од кретања лифта је негативна.

w – N = ma

N = w – ma

Н = 600 – (60)(3)

Н = 600 – 180

N = 420 Њутна

Ово је нормална сила којом под лифта делује на особу. Особа је непокретна у лифту тако да је величина нормалне силе једнака привидној тежини особе. Привидна тежина је једнака притиску стопала особе на под.

Систем оптерећења конопца са котуром

6. Два предмета А и Б, сваки масе 6 кг и 2 кг, везана су ужетом преко котурнице као што је приказано на слици. Ако се занемарује трење ужета и котурнице и g = 10 ms^-2, онда је затегнутост ужета ….

А. 20 Н.

Б. 24 Н.

Ц. 27 Н.

Д. 30 Н.

И. 50 С

Пембахасан

Познато је да:

m_A = 6 кг, м_B = 2 кг, g = 10 м/с²

w_A = м_A g = (6 kg)(10 m/s²) = 60 kg m/s²

w_B = м_B g = (2 kg)(10 m/s²) = 20 kg m/s²

Питање: Колика је сила затезања ужета (Т)?

Јаваб :

w_A > w_B стога се систем креће супротно од смера казаљке на сату (m_A помери се надоле, м_B померити се горе).

Убрзање

ΣФ = ма

w_A - в_B = (м_A + м_B) то

60 – 20 = (6 + 2) а

40 = (8) а

a = 40 / 8 = 5 м/с²

Затегнутост ужета 

m_A помери надоле

w_A - Т_A = м_A a

60 – Т_A = (6)(5)

60 – Т_A = КСНУМКС

T_A = КСНУМКС - КСНУМКС

T₂ = 30 Њутна

m_B померити се горе

T_B - в_B = м_B a

T_B – 20 = (2)(5)

T_B - КСНУМКС = КСНУМКС

T_B = КСНУМКС + КСНУМКС

T₁ = 30 Њутна

Затегнутост жице (Т) = 30 Њутна.

Тачан одговор је Д.

7. Погледајте слику са стране! Трење између ужета и котура се занемарује. Ако је маса А = 5 кг, г = 10 мс^{-КСНУМКС} и А се креће надоле са убрзањем од 2,5 ms^{-КСНУМКС}, онда колика је маса B?

А. 0,5 кг

Б. 1 кг

C. 1,5 kg

Д. 2 кг

Е. 3 кг

Пембахасан

Познато је да:

Маса А (м_A) = 5 кг

Убрзање гравитације (g) = 10 m/s²

Убрзање А или убрзање система (а) = 2,5 м/с²

Тежина А (w_A) = (м_A)(g) = (5)(10) = 50 Њутна

Питање: колика је маса B (m_B)?

Јаваб :

Блок А се помера надоле због тежине А (w_A) је већа од тежине B (w_B).

Примени други Њутнов закон:

ΣF = mA

w_A - в_B = (м_A + м_B) то

50 – (м_B)(10) = (5 + m_B) (КСНУМКС)

50 - 10 м_B = 12,5 + 2,5 м_B

50 – 12,5 = 2,5 м_B + 10м_B

37,5 = 12,5 м_B

m_B = 3 кг

Тачан одговор је Е.

8. Два предмета са масама 2 кг и 3 кг су везана ужетом, а затим причвршћена за котур чија се маса занемарује као што је приказано на слици.

Ако је величина гравитационог убрзања = 10 ms^-2, сила затезања жице коју систем доживљава је….

А. 20 Н.

Б. 24 Н.

Ц. 27 Н.

Д. 30 Н.

И. 50 С

Пембахасан

Познато је да:

m₁ = 2 кг, м₂ = 3 кг, g = 10 м/с²

w₁ = (м₁)(г) = (2 кг)(10 м/с²) = 20 kg m/s² или 20 Њутна

w₂ = (м₂)(г) = (3 кг)(10 м/с²) = 30 kg m/s² или 30 Њутна

Питање: Колика је сила затезања ужета (Т)?

Јаваб :

w₂ > w₁ стога се систем креће у смеру казаљке на сату (m₂ помери се надоле, м₁ померити се горе).

Убрзање

ΣФ = ма

w₂ - в₁ = (м₁ + м₂) то

30 – 20 = (2 + 3) а

10 = (5) а

a = 10 / 5 = 2 м/с².

Затегнутост ужета 

m₂ помери надоле

w₂ - Т₂ = м₂ a

30 – Т₂ = (3)(2)

30 – Т₂ = КСНУМКС

T₂ = КСНУМКС - КСНУМКС

T₂ = 24 Њутна

m₁ померити се горе

T₁ - в₁ = м₁ a

T₁ – 20 = (2)(2)

T₁ - КСНУМКС = КСНУМКС

T₁ = КСНУМКС + КСНУМКС

T₁ = 24 Њутна

Затегнутост жице (Т) = 24 Њутна.

Тачан одговор је Б.

9. Два блока су повезана глатком котурницом, а маса котурнице се занемарује као што је приказано на слици. Маса A = m_A, маса B = m_B и блок Б пада са убрзањем а. Ако је гравитационо убрзање g, онда је величина затезања ужета које се јавља на блоку Б…

А. Т = м_B.a

Б. Т = м_A (а – г)

C. T = m_A (г – а)

Д. Т = м_B (а – г)

Е. Т = м_B (г – а)

Пембахасан

Равна површина је глатка тако да не постоји сила трења која спречава кретање блока А. Сила која покреће систем блокова је тежина блока Б.

Израчунај убрзање система:

Израчунајте силу затезања ужета (Т):

Размотримо кретање једног од објеката, на пример А. А се креће удесно.

Замени м_A пада једначина 1 са м_A пада једначина 2.

Тачан одговор је Е.

10. Блок масе 10 kg је постављен на грубу подлогу, а затим га вуче хоризонтална сила F. Ако је коефицијент статичког трења μ_s = 0,5 и коефицијент кинетичког трења μ_k = 0,3. Одредити величину силе трења када се блок спрема да покрене. (g = 10 m/s²)
Пембахасан
Блок ће се померити тачно ако је величина силе вуче = величина максималне силе статичког трења. Статичко трење делује на објекат (инхибира кретање објекта) када се објекат вуче, али се објекат још није померио. Статичко трење има максималну вредност када се објекат тек треба да покрене (објекат се још није померио, објекат се скоро креће). Насупрот томе, кинетичко трење делује на објекат (инхибира кретање објекта) када се објекат већ креће.
Познато је да:
Питање: Максимална статичка сила трења (f_s)?
Јаваб :
Ако се објекат налази на равној равни као на слици, величина нормалне силе = тежина објекта.
Нормална сила (N) = гравитација (w) = 100 Њутна
Формула за максималну статичку силу трења:
Коефицијент кинетичког трења се не користи у прорачунима.

11. Два блока су повезана лаким ужетом које вуче хоризонтална сила F = 20 N (видети слику). Ако је g = 10 ms^{-КСНУМКС} а коефицијент кинетичког трења између блока и површине је 0,1, одредите величину убрзања блока...
Пембахасан
Познато је да:
Питање: убрзање (а) блока?
Јаваб :
12. Блок А масе 2 кг и Б масе 4 кг су распоређени као што је приказано на слици. Ако је коефицијент трења пода 3 пута већи од коефицијента трења блока Б, блок А ће се кретати убрзањем од 5 м/с.^{-КСНУМКС}Дакле, однос силе трења између блока А и пода и блокова А и Б је… g = 10 m/s²
Пембахасан
Познато је да:
Питао/ла:
Поређење силе трења блока А и пода (f_{s A}) са силом трења блокова А и Б (f_{s B})?
Јаваб :

13. Погледајте слику са стране! Маса сваког блока је m.₁ = 2 кг и м₂ = 3 kg и маса котурнице се занемарује. Ако је површина равни глатка и g = 10 ms^{-КСНУМКС}, онда је убрзање система ….
А. 0,5 мс^{-КСНУМКС}
Б. 2,0 мс^{-КСНУМКС}
C. 2,5 ms^{-КСНУМКС}
Д. 4,0 мс^{-КСНУМКС}
Е. 6,0 мс^{-КСНУМКС}
Пембахасан
Познато је да:
m₁ = 2 кг, м₂ = 3 кг, g = 10 мс^{-КСНУМКС}
w₂ = м₂ g = (3)(10) = 30 kg m/s² или 30 Њутна
Питање: Убрзање система (а)?
Јаваб :
14. Предмет са масом је повезан ужетом које пролази кроз глатки котур као што је приказано на слици. Ако је m₁ = 2 кг, м₂ = 3 кг и g = 10 мс^-2, онда је величина силе затезања ужета Т једнака…
А. 10,2 Н.
Б. 13,3 Н.
Ц. 15,5 Н.
Д. 18,3 Н.
И. 24,0 С
Пембахасан
Познато је да:
m₁ = 2 кг, м₂ = 3 кг, g = 10 мс^-2
w₁ = (2)(10) = 20 Њутна
w₂ = (3)(10) = 30 Њутна
Питање: Колика је величина силе затезања на ужету (T)?
Јаваб :
w₂ = 30 Њутна је веће од w₁ = 20 Њутна, дакле m₂ помери се надоле, м₁ померити се горе.
Формула другог Њутновог закона:
Сила затезања ужета?
Према смеру кретања система или смеру убрзања система, смер гравитационе силе m₂ надоле, смер силе затезања ужета на m₂ до врха:
w₂ - Т₂ = м₂ a
30 – Т₂ = (3)(2)
30 – Т₂ = КСНУМКС
T₂ = КСНУМКС - КСНУМКС
T₂ = 24 Њутна
Смер гравитације m₁ надоле, смер силе затезања ужета на m₁ до врха:
T₁ - в₁ = (м₁)(а)
T₁ – 20 = (2)(2)
T₁ - КСНУМКС = КСНУМКС
T₁ = КСНУМКС + КСНУМКС
T₁ = 24 Њутна
Сила затезања ужета (T) = T₁ = Т₂ = 24 Њутна.

15. Два блока, сваки масе 4 kg, повезана су ужетом и котуром као што је приказано на слици. Површина и котур су глатки. Ако се блок B вуче хоризонталном силом од 50 N, убрзање блока је… (g = 10 m/s²)
А. 1,25 м/с²
Б. 7,5 м/с²
C. 10 м/с²
D. 12,5 м/с²
И. 15 м/с²
Пембахасан
Познато је да:
m_A = 4 кг, м_B = 4 кг, g = 10 м/с²
w_A = (м_A)(г) = 4)(10) = 40 Њутна
F = 50 Њутна
Питање: убрзање система?
Јаваб :
Формула другог Њутновог закона:
Убрзање оба блока је 1,25 m/s²Смер кретања два блока = смер затезне силе F.

16. Погледајте слику са стране! Маса сваког блока је m.₁ = 6 кг и м₂ = 4 kg и маса котурнице се занемарује. Ако је површина равни глатка и g = 10 ms^{-КСНУМКС}, мака убрзање систем је….

А. 0,5 мс^{-КСНУМКС}
Б. 2,0 мс^{-КСНУМКС}
C. 2,5 ms^{-КСНУМКС}
Д. 4,0 мс^{-КСНУМКС}
Е. 5,0 мс^{-КСНУМКС}

Пембахасан
Познато је да:
m₁ = 6 кг, м₂ = 4 кг, g = 10 м/с²
w₁ = м₁ g = (6 kg)(10 m/s²) = 60 kg m/s² или 60 Њутна
w₂ = м₂ g = (4 kg)(10 m/s²) = 40 kg m/s² или 40 Њутна
Питање: убрзање система (а)?
Јаваб :

m₁налази се на глаткој, равној површини без трења тако да систем покреће гравитација блок 2.
Терапкан Њутнов други закон :
∑F = mA
w₂ = (м₁ + м₂) то
40 N = (6 kg + 4 kg) a
40 N = (10 kg) a
a = 40 N / 10 kg
а = 4 м/с²
Тачан одговор је Д.

17. Два блока, сваки масе 2 kg, повезана су ужетом и котуром као што је приказано на слици. Површина и котур су глатки. Ако се блок B вуче хоризонталном силом од 40 N, убрзање блока је… (g = 10 m/s²)

А. 5 м/с²
Б. 7,5 м/с²
C. 10 м/с²
D. 12,5 м/с²
И. 15 м/с²

Дискусија:
Познато је да:
m_A = м_B = 2 кг, g = 10 м/с², F = 40 N
w_A = мг = (2)(10) = 20 Н
Питање: убрзање блока (а)?
Јаваб :
Површина блока је глатка, стога је сила која утиче на кретање блока само сила F и тежина блока А.
Примени други Њутнов закон:
∑F = mA
П – С_A = (м_A + м_B) то
40 – 20 = (2 + 2) а
20 = (4) а
а = 20 / 4
а = 5 м/с²
Тачан одговор је А.

Нагнута раван

18. Блок масе 2 кг налази се на глаткој нагнутој равни са углом нагиба = 30^o, тако да се блок креће константним убрзањем. Ако је g = 10 ms^{-КСНУМКС}, онда је величина силе која помера блок...
А. 5 Н.
Б. 6 Н.
Ц. 7 Н.
Д. 8 Н.
И. 10 С
Пембахасан
Познато је да:
m = 2 kg, g = 10 m/s², тета = 30^o
w = mg = (2)(10) = 20 kg m/s² = 20 Н.
Питање: Која сила помера блок?
Јаваб :

Сила која помера блок је w_x.
w_x = w sin teta
w_x = (20 Н)(sin 30^o)
w_x = (20 Н)(0,5)
w_x = 10 Н.
Сила која помера блок је 10 Њутна.
Тачан одговор је Е.

19. Два блока су повезана лаким ужетом које вуче хоризонтална сила F = 24 N. g = 10 ms^{-КСНУМКС} и површина пода је клизава. Величина убрзања блока користећи други Њутнов закон за сваки објекат је...
Пембахасан
Познато је да:
m₁ = 2 кг, м₂ = 4 кг, F = 24 N
Питање: Колико је убрзање блока (а)?
Јаваб :
Величина убрзања блока је 4 м/с².

20. Када је у стационарном лифту, Сандијева тежина је 500 N. Убрзање гравитације = 10 ms^{-КСНУМКС}Када лифт убрзава, затегнутост ужета постаје 750 N. Дакле, убрзање лифта је...
А. 5,0 мс^{-КСНУМКС}
Б. 7,5 мс^{-КСНУМКС}
C. 10,0 ms^{-КСНУМКС}
Д. 12,5 мс^{-КСНУМКС}
И. 15,0 мс^{-КСНУМКС}
Пембахасан
Познато је да:
w = 500 N, g = 10 m/s², Т = 750 Н
Питање: убрзање лифта (а)?
Јаваб :
Маса лозинке:
w = mg
500 = м (10)
м = 500 / 10
м = 50 кг
Маса лифта је непозната, тако да је укупна маса лифта и његовог садржаја = маса кода.
Према првом Њутновом закону, ако лифт мирује, онда је резултујућа сила = 0.
Сила затезања ужета (Т) када је лифт у стању мировања = 500 N.
Када лифт убрзава, сила затезања ужета (Т) постаје 750 N или се повећава за 250 N.

Убрзање лифта је 5 m/s² а смер убрзања = смер кретања лифта је нагоре.

Извор питања:

Питања из физике за национални испит за средњу школу/стручну средњу школу