12 exempel på enkla maskinfrågor
1. Titta på bilden av den fasta remskivan på sidan! För att lyfta den krävs en kraft F.
lika stor som …
A. 50 N
B. 100 N
C. 200 N
D. 1000 N
Diskussion
Lastvikt = 100 Newton. För att lyfta lasten krävs en minsta kraft på 100 Newton.
Det rätta svaret är B.
2. Titta på bilden!
Den mekaniska fördelen med spaken är…
A. 1
B. 1,5
C. 2,5
D. 10
Diskussion
Det är känt att:
Vikt (w) = 75 Newton
Kraft (F) = 7,5 Newton
Power Arm (LK) = 50 cm
Lastarm (LB) = 5 cm
Frågat: Mekanisk fördel (KM)
Jawab:
Formeln för den mekaniska fördelen med en hävstång:
KM = w / F eller KM = LK/LB
Information: KM = mekanisk fördel, w = lastvikt, F = kraft, LK = kraftarm, LB = lastarm.
Hävstångens mekaniska fördel beräknas med hjälp av formeln ovan:
KM = v/F = 75 Newton / 7,5 Newton = 10 eller
KM = LK/LB = 50 cm / 5 cm = 10
Det rätta svaret är D.
3. Titta på följande spakbild!
Storleken på kraften som lyfter stenen är…
A. 1 000 Newton
B. 1.500 Newton
C. 750 Newton
D. 500 Newton
Diskussion
Det är känt att:
Lastvikt (w) = 1500 Newton
Lastarm (Lb) = 0,5 meter
Powerarm (Lk) = 1,5 meter
Frågade: Kraft (F)
Jawab:
Formeln för den mekaniska fördelen med en hävstång:
Km = w / F eller Km = Lk/Lb
Formelbeskrivning:
Km = mekanisk fördel, w = lastvikt, F = kraft, Lk = kraftarm, Lb = lastarm.
Mekanisk fördel:
Km = Lk/Lb = 1,5/0,5 = 3
Stor stil:
Km = v / F
F = v / km
F = 1500 Newton / 3
F = 500 Newton
Det rätta svaret är D.
4. Titta på bilden!
Av de fyra enkla maskinerna ovan är den som använder principen om ett lutande plan...
A. 1 och 2
B. 1 och 3
C. 2 och 3
D. 3 och 4
Diskussion
En enkel maskin är ett verktyg som används för att underlätta mänskligt arbete. Om du till exempel har svårt att lyfta ett föremål till en viss höjd kan ett lutande plan användas. Att skjuta ett föremål längs det lutande planet kräver mindre kraft än att lyfta det direkt. I det här fallet rör sig föremålet medan det lutande planet förblir stillastående.
Det lutande planet i bilden ovan är lutande plan vilket är stilla. Det finns lutande plan som är enkla maskiner som kan röra sig, nämligen skruvar (1) och kilar. Exempel på kilar är yxor (2), knivar och mejslar. I det här fallet är objektet stilla medan det lutande planet rör sig.
Det rätta svaret är A.
5. Följande enkla maskin som använder hävstångsprincipen är...
Diskussion
En typ av enkel maskin är en hävstång. En hävstång är ett verktyg som ökar kraften, där den producerade kraften är större än den frigjorda kraften. Det finns tre typer av hävstänger, nämligen hävstänger av första klass, hävstänger av andra klass och hävstänger av tredje klass. Kännetecknet för en hävstång av första klass är att stödpunkten är mellan kraften och lasten, till exempel sax och tång. Kännetecknet för en hävstång av andra klass är att lasten är mellan stödpunkten och kraften, till exempel en spikavdragare och en häftapparat. Kännetecknet för en hävstång av tredje klass är att kraften är mellan lasten och stödpunkten, till exempel en borste.
Figur B är ett exempel på en hävstång av andra klassen, där lasten ligger mellan stödpunkten (hjulet) och kraften (lyftkraften och den mänskliga tryckkraften).
Det rätta svaret är B.
6. Följande enkla maskin har samma arbetsprincip som den enkla maskinen ovan, nämligen...
Diskussion
Den enkla maskinen i bilden ovan är en hävstång. En hävstång är en kraftförstärkande anordning, där den resulterande kraften är större än den applicerade kraften. Det finns tre typer av hävstänger: första klassens hävstänger, andra klassens hävstänger och tredje klassens hävstänger.
Det som kännetecknar en hävstång av första klass är att stödpunkten ligger mellan kraften och lasten, till exempel hävstänger, saxar och tänger.
Det som kännetecknar en andra klassens hävstång är att lasten ligger mellan stödpunkten och kraften, till exempel en spikavdragare och en häftapparat.
Det som kännetecknar en hävstång av tredje klass är att kraften ligger mellan lasten och stödpunkten, till exempel en borste.
Bilden i frågan ovan föreställer en hävstång och en enkel maskin som fungerar enligt samma princip som en hävstång är en sax.
Det rätta svaret är C.
7. Titta på gungbrädespelet som visas på följande bild!
Barn A har en massa som är större än barn B. För att gungbrädan ska vara balanserad är rätt position...
A. Stödpunkten T förskjuts till punkt P
B. Barn B flyttar sig till punkt R
C. Barn A flyttar sig till punkt P
D. Barn B flyttar till punkt Q
Diskussion
En gungbräda är ett exempel på en enkel hävstångsmaskin. Formeln för dess mekaniska fördel är:
KM = w lb = F lk
Sammanfattning:
KM = mekanisk fördel,
w = belastning
lb = lastarm = avståndet mellan lasten och stödpunkten. Stödpunkten i figuren är T
F = effekt
lk = kraftarm = avståndet mellan kraft och stödpunkt. Stödpunkten i figuren är T
Baserat på formeln ovan, så att produkten av lasten (w) och lastarmen (lb) är densamma som produkten av kraften (F) och kraftarmen (lk), så om lasten är stor och kraften är liten, måste lastarmen (lb) vara liten och kraftarmen (lk) måste vara stor.
Titta på bilden ovan. Om A är en större last och B är en mindre kraft, så uppstår balans när lastarmen är liten och kraftarmen är stor.
Lastarmen blir mindre efter att barn A skiftar till P.
Det rätta svaret är C.
8.
Titta på bilden nedan!
Av de fyra lutande planen ovan visas det med samma mekaniska fördel i figur nummer….
A. (1) och (2)
B. (1) och (3)
C. (2) och (4)
D. (3) och (4)
Diskussion
Ett lutande plan är en enkel maskin. Enkla maskiner är verktyg som hjälper människor att utföra uppgifter. Lutande plan används för att göra det lättare för människor att lyfta föremål till en viss höjd.
Den mekaniska fördelen med ett lutande plan är förhållandet mellan det lutande planets längd och det lutande planets höjd.
Mekanisk fördel med ett lutande plan 1 = 5 cm / 2 cm = 2,5
Mekanisk fördel med ett lutande plan 2 = 3 cm / 2 cm = 1,5
Mekanisk fördel med ett lutande plan 3 = 3 cm / 1 cm = 3
Mekanisk fördel med ett lutande plan 4 = 12 cm / 4 cm = 3
Samma mekaniska fördel visas av figurerna (3) och (4).
Det rätta svaret är D.
9.
Vissa lutande plan har dimensioner som bilden.
Den som har samma mekaniska fördel är det lutande planet….
A. (1) och (2)
B. (1) och (3)
C. (2) och (4)
D. (3) och (4)
Diskussion
Mekanisk fördel med lutande plan 1 = 3,2 m / 80 cm = 320 cm / 80 cm = 4
Mekanisk fördel med lutande plan 2 = 3,6 m / 90 cm = 360 cm / 90 cm = 4
Mekanisk fördel med lutande plan 3 = 3 m / 120 cm = 300 cm / 120 cm = 2,5
Mekanisk fördel med lutande plan 4 = 4 m / 125 cm = 400 cm / 125 cm = 3,2
Samma mekaniska fördel visas av figurerna (1) och (2).
Det rätta svaret är A.
10.
Titta på följande bild av ett lutande plan!
Det lutande planet som har samma mekaniska fördel är….
A. (1) och (2)
B. (1) och (3)
C. (2) och (3)
D. (3) och (4)
Diskussion
Mekanisk fördel med lutande plan 1 = 3 m / 1,2 m = 2,5
Mekanisk fördel med lutande plan 2 = 5 m / 2 m = 2,5
Mekanisk fördel med lutande plan 3 = 4 m / 1,5 m = 2,6
Mekanisk fördel med lutande plan 4 = 3,6 m / 1,2 m = 3
Samma mekaniska fördel visas av figurerna (1) och (2).
Det rätta svaret är A.
11. Enkla maskiner
Titta på följande bild av spaken.
Avståndet AB = BC = CD = DE, mängden kraft som måste appliceras på punkt E för att hävarmen ska vara balanserad är…
A. 300 N
B. 450 N
C. 750 N
D. 900 N
Diskussion
Det är känt att:
AB = BC = CD = DE = l
Lastarm (Lb) = l
Servoarm (Lk) = 3l
Lastvikt (w) = 900 Newton
Frågade: Kraft (F)
Jawab:
Mekanisk fördel:
Km = Lk/Lb = 3l/l = 3
Stor stil:
Km = v / F
F = v / km
F = 900 Newton / 3
F = 300 Newton
Det rätta svaret är A.
12. Titta på bilden av spaken nedan!
Lasten förskjuts sedan 10 cm närmare stödpunkten. För att bibehålla hävstångens balans måste kraften vara...
A. plus 54 N
B. minus 64 N
C. plus 75 N
D. minus 96 N
Diskussion
Beräkna kraftarmen (Lk)
Det är känt att:
Lastarm (lb) = 25 cm
Lastvikt (w) = 480 Newton
Kraft (F) = 160 N
Frågade: Power arm (Lk)
Jawab:
Mekanisk fördel (km):
Km = v / F = 480 Newton / 160 N = 3
Powerarm (Lk):
Km = Lk/Lb
3 = Lk/25 cm
Lk = (3)(25 cm)
L = 75 cm
Beräkna kraftens storlek (F)
Det är känt att:
Lastarm (lb) = 25 cm – 10 cm = 15 cm
Lastvikt (w) = 480 Newton
Powerarm (Lk) = 75 cm
Frågade: Kraft (F)
Jawab:
Mekanisk fördel (km):
Km = Lk/Lb
Km = 75 cm / 15 cm
Km = 5
Kraftens storlek (F):
Km = v / F
F = v / km
F = 480 Newton / 5
F = 96 Newton
För att hävarmen ska vara i balanserat läge minskas kraften med 64 Newton (160 N – 96 N).
Det rätta svaret är B.
Frågekälla:
Nationella frågor till gymnasiet/islamiska gymnasieprovet i naturvetenskap
