Mfano wa maswali ya Chembe za Utendaji

Mifano 14 ya Maswali ya Mienendo ya Chembe

1. Kitalu A chenye uzito wa kilo 5 huwekwa kwenye uso laini tambarare, kitalu B chenye uzito wa kilo 3 huning'inizwa kwa kamba na kuunganishwa kwenye kitalu A kupitia puli, ikiwa g = 10 m/s ² huamua kasi ya kitalu!

A. 3,50 m/s²

B. 3,75 m/s ²

C. 4,00 m/s ²

D. 5,00 m/s ²

E. 5,25 m/s ²

Majadiliano

Inajulikana kwamba:

Uso laini tambarare.

Uzito wa kitalu A (m _A ) = kilo 5

Uzito wa kitalu B (m _B ) = kilo 3

Kuongeza kasi kutokana na uvutano (g) = 10 m/s ²

Uzito wa block B (w _B ) = m _B g = (3)(10) = 30 Newton

Swali: Kuongeza kasi kwa kizuizi (a)

Jibu:

Uso tambarare ni laini kwa hivyo hakuna nguvu ya msuguano inayozuia mwendo wa kitalu A. Nguvu inayosogeza mfumo wa kitalu ni uzito wa kitalu B.

ΣF = ma

w _B = (m _A + m _B ) a

30 = (5 + 3) a

30 = 8 a

a = 30 / 8

a = 3,75 m/s ²

Jibu sahihi ni B.

2. Kulingana na picha, inajulikana kwamba:

(1) kuongeza kasi ya kitu sifuri

(2) vitu vinavyosonga katika mstari ulionyooka kwa kasi isiyobadilika

(3) vitu katika hali ya kupumzika

(4) kitu kitasogea ikiwa uzito wa kitu ni mdogo kuliko nguvu ya kuvuta

Kauli sahihi ni….

A. (1) na (2) pekee

B. (1) na (3) pekee

C. (1) na (4)

D. (1), (2) na (3) pekee

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

Majadiliano

(1) kuongeza kasi ya kitu sifuri

Kasi ya kitu ni sifuri ikiwa nguvu inayotokana ni sawa na sifuri. Nguvu inayotokana:

∑F = ma kuongeza kasi (a) = 0

∑ F = 0

F ₁ + F ₂ – F ₃ = 12 + 24 – 36 = 36 – 36 = 0 N

(2) vitu vinavyosonga katika mstari ulionyooka kwa kasi isiyobadilika

Kuongeza kasi kwa kitu bila kikomo kunaweza kumaanisha kitu kimepumzika au kitu kinasonga katika mstari ulionyooka kwa kasi isiyobadilika (kitu kinasonga kwa kasi isiyobadilika).

(3) vitu katika hali ya kupumzika

Nguvu inayotokana ya sifuri inaweza kumaanisha kwamba kitu hicho kimepumzika.

(4) kitu kitasogea ikiwa uzito wa kitu ni mdogo kuliko nguvu ya kuvuta

Uzito wa kitu hufanya kazi wima, huku nguvu ya mvutano ikifanya kazi mlalo. Kwa sababu kitu husogea mlalo, ni nguvu za mlalo pekee zinazoathiri kitu hicho.

Jibu sahihi ni D.

3. Tazama picha iliyo pembeni!

Ikiwa mgawo wa msuguano wa kinetiki kati ya block A na jedwali ni 0,1 na kasi inayotokana na mvuto ni 10 m/s^-2 kisha nguvu ambayo lazima itumike kwa A ili mfumo usonge kushoto kwa kuongeza kasin 2 ms^-2 ni ….

A. 70 N

B. 90 N

C. 150 N

D. 250 N

E. 330 N

Majadiliano

Inajulikana kwamba:

Uzito wa kitalu A (m _A ) = kilo 30

Uzito wa kitalu A (w _A ) = (kilo 30)(10 m/s ² ) = kilo 300 m/s ² au 300 Newton

Uzito wa kitalu B (m _B ) = kilo 20

Uzito wa block B (w _B ) = (kilo 20)(10 m/s ² ) = kilo 200 m/s2 au 200 Newton

Kuongeza kasi kutokana na uvutano (g) = 10 m/s ²

Mgawo wa msuguano wa kinetiki (= 0,1

Kuongeza kasi kwa mfumo (a) = 2 m/s ² (mwelekeo wa kuongeza kasi kushoto)

Nguvu ya msuguano wa kinetiki (f)_k) = N= w_A = (0,1)(300) = 30 Newton

Swali: Je, ukubwa wa nguvu F ni upi?

Jibu:

Sheria ya Pili ya Newton:

Σ F = ma

Mfumo unaelekea kushoto

F – f _k – w _B = (m _A + m _B ) a

F – 30 – 200 = (30 + 20)(2)

F – 230 = (50)(2)

F – 230 = 100

F = 230 + 100

F = 330 Newton

Jibu sahihi ni E.

4. Vitu viwili A na B, mtawalia vyenye uzito wa kilo 2 na kilo 6, vimefungwa kwa kamba kupitia puli laini kama inavyoonyeshwa kwenye picha. Kwanza, kitu B kinashikiliwa na kisha kutolewa. Ikiwa g = 10 ms ^-2 basi kasi ya kitu B ni...

A. 8,0 ms^-2

B. 7,5 ms ^-2

C. 6,0 ms ^-2

D. 5,0 ms ^-2

E. 4,0 ms ^-2

Majadiliano

Inajulikana kwamba:

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

w _A = (m _A )(g) = (2)(10) = 20 N

w _B = (m _B )(g) = (6)(10) = 60 N

Swali: kuongeza kasi ya kitu B au kuongeza kasi ya mfumo?

Jibu:

w _B > w _A kwa hivyo kitu B husogea chini, kitu A husogea juu (mfumo husogea kwa mwendo wa saa).

Σ F = ma

w _B – w _A = (m _A + m _B ) a

60 – 20 = (2 + 6) a

40 = (8) a

a = 5 m/s ²

Jibu sahihi ni D.

5. Kitu chenye uzito huunganishwa kwa kamba inayopita kwenye puli laini kama inavyoonyeshwa kwenye picha. Ikiwa m ₁ = kilo 1, m ₂ = kilo 2, na g = 10 ms ^-2 , basi mvutano T ni ….

A. 10,2 N

B. 13,3 N

C. 15,5 N

D. 18,3 N

E. 20,0 N

Majadiliano

Inajulikana kwamba:

m ₁ = kilo 1, m ₂ = kilo 2, g = 10 m/s ²

w ₁ = m ₁ g = (kilo 1)(10 m/s ² ) = kilo 10 m/s ² au 10 Newton

w ₂ = m ₂ g = (kilo 2)(10 m/s ² ) = kilo 20 m/s ² au 20 Newton

Swali: Nguvu ya mvutano ya kamba (T) ni nini?

Jibu:

Kuongeza kasi kwa mfumo

w ₂ > w ₁ kwa hivyo mfumo husogea kwa mwendo wa saa (m ₂ husogea chini, m ₁ husogea juu).

Sheria ya Pili ya Newton:

Σ F = ma

w ₂ – w ₁ = (m ₁ + m ₂ ) a

20 - 10 = (1 + 2) a

10 = (3) a

a = 3,3 m/s ²

Kasi ya mfumo ni 3,3 m/s ².

Mvutano wa kamba?

m ₂ inashuka chini

w ₂ – T ₂ = m ₂ a

20 – T ₂ = (2)(3,33)

20 – T ₂ = 6,66

T ₂ = 20 – 6,66

T ₂ = 13,3 Newton

m ₁ inasonga juu

T ₁ – w ₁ = m ₁ a

T ₁ – 10 = (1)(3,3)

T ₁ – 10 = 3,33

T ₁ = 10 + 3,33

T ₁ = 13,3 Newton

Mvutano wa kamba (T) = 13,3 Newtons.

Jibu sahihi ni B.

6. Angalia picha upande! Uzito wa vitalu ni m ₁ = kilo 6 na m ₂ = kilo 4, na uzito wa pulley hauzingatiwi. Ikiwa uso wa ndege ni laini na g = 10 ms ⁻² , basi kasi ya mfumo ni….

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

Majadiliano

Inajulikana kwamba:

m ₁ = kilo 6, m ₂ = kilo 4, g = 10 m/s ²

w ₁ = m ₁ g = (kilo 6)(10 m/s ² ) = kilo 60 m/s ² au 60 Newton

w ₂ = m ₂ g = (kilo 4)(10 m/s ² ) = kilo 40 m/s ² au 40 Newton

Aliuliza: kuongeza kasi ya mfumo (a)?

Jibu:

m ₁ iko kwenye uso laini, usio na msuguano ili mfumo uweze kuendeshwa na nguvu ya uvutano ya kitalu cha 2.

Tumia sheria ya pili ya Newton:

∑ F = ma

w ₂ = (m ₁ + m ₂ ) a

40 N = (kilo 6 + kilo 4) a

40 N = (kilo 10) a

a = 40 N / kilo 10

a = 4 m/s ²

Jibu sahihi ni D.

7. Vitalu viwili, kila kimoja kikiwa na uzito wa kilo 2, vimeunganishwa kwa kamba na kapi kama inavyoonyeshwa kwenye mchoro. Uso na kapi ni laini. Ikiwa kitalu B kitavutwa kwa nguvu ya mlalo ya 40 N, kasi ya kitalu ni… (g = 10 m/s ² )

A. 5 m/s²

B. 7,5 m/s ²

C. 10 m/s ²

D. 12,5 m/s ²

E. 15 m/s ²

Majadiliano:

Inajulikana kwamba:

m _A = m _B = 2 kg, g = 10 m/s ² , F = 40 N

w _A = mg = (2)(10) = 20 N

Swali: kuongeza kasi ya kizuizi (a)?

Jibu:

Uso wa kizuizi ni laini, kwa hivyo nguvu zinazoathiri mwendo wa kizuizi ni nguvu F tu na uzito wa kizuizi A.

Tumia sheria ya pili ya Newton:

∑ F = ma

F – w _A = (m _A + m _B ) a

40 – 20 = (2 + 2) a

20 = (4) a

a = 20 / 4

a = 5 m/s ²

Jibu sahihi ni A.

8. Kutoka kwenye picha ifuatayo, kitalu A kina uzito wa kilo 2 na kitalu B = kilo 1. Kitalu B hapo awali hakijatulia na kisha hushuka chini hadi kiguse sakafu. Ikiwa g = 10 ms ^-2 , thamani ya mvutano katika mfuatano T ni...

A. 20,0 Newton

B. 10,0 Newton

C. 6,7 Newton

D. 3,3 Newton

E. 1,7 Newton

Majadiliano

Inajulikana kwamba :

Uzito wa kitalu A (m _A ) = kilo 2

Uzito wa kitalu B (m _B ) = kilo 1

Kuongeza kasi kutokana na uvutano (g) = 10 m/s ²

Uzito wa block B (w _B ) = m _B g = (1)(10) = 10 Newton

Swali : Thamani ya mvutano wa kamba (T)

Jibu :

Katika swali hakuna taarifa kuhusu msuguano, kwa hivyo puuza tu msuguano.

Kuongeza kasi kwa mfumo (a)

Kwanza, hesabu kasi ya mfumo kwa kutumia sheria ya pili ya Newton. Kitalu B kimesimamishwa ili kuwe na nguvu ya mvuto wa kitalu B inayosogeza kitalu B chini. Kitalu B na kitalu A vimeunganishwa kwa kamba ili kitalu B kivute kitalu A hadi vyote visonge pamoja. Tofauti ni kwamba kitalu B kinasogea chini na kitalu A kinasogea kulia. Kuna nguvu moja tu inayolingana na mwendo wa vitalu vyote viwili, yaani mvuto wa kitalu B (wB). Uzito wa kitalu A ni sawa na mwelekeo wa mwendo wa kitalu A kwa hivyo hauzingatiwi katika kutatua tatizo. Nguvu ya mvutano ya kamba ina ukubwa sawa kando ya kamba na pande tofauti ili ziondoke.

∑ F = ma

w _B = (m _A + m _B ) a

10 = (2 + 1) a

10 = 3 a

a = 10/3

Mvutano wa kamba (T)

Mvutano katika kamba huhesabiwa kwa kuzingatia kila kizuizi kando.

Mvutano katika kamba kwenye kitalu A

∑ F = ma

T = m _A a = (2)(10/3) = 20/3 = 6,7 Newton

Mvutano katika kamba kwenye kitalu B

∑ F = ma

w _B – T = m _B a

10 – T = (1)(10/3)

10 – T = 3,3

T = 10 - 3,3 = 6,7 Newton

Nguvu ya mvutano wa kamba (T) = 6,7 Newton

Jibu sahihi ni C.

9. Kutoka kwenye picha ifuatayo, kitalu A kina uzito wa kilo 2 na kitalu B = kilo 1. Ikiwa nguvu ya msuguano kati ya kitu A na ndege ni 2,5 Newton, huku nguvu ya msuguano kati ya kamba na pulley ikipuuzwa, basi kasi ya vitu hivyo viwili ni...

A. 20,0 ms^-2

B. 10,0 ms ^-2

C. 6,7 ms ^-2

D. 3,3 ms ^-2

E. 2,5 ms ^-2

Majadiliano

Inajulikana kwamba :

Uzito wa kitalu A (m _A ) = kilo 2

Uzito wa kitalu B (m _B ) = kilo 1

Nguvu ya msuguano kati ya kizuizi A na uso tambarare (f _{ges A} ) = 2,5 Newton

Kuongeza kasi kutokana na uvutano (g) = 10 m/s ²

Uzito wa block B (w _B ) = m _B g = (1)(10) = 10 Newton

Swali : Kuongeza kasi kwa vitu vyote viwili (a)

Jibu :

Kuongeza kasi kwa vitu vyote viwili huhesabiwa kwa kutumia fomula ya sheria ya pili ya Newton.

∑ F = ma

w _B – f _ges = (m _A + m _B ) a

10 – 2,5 = (2 + 1) a

7,5 = 3 a

a = 7,5 / 3 = 2,5 m/s ²

Jibu sahihi ni E.

10. Tazama picha! Kitalu A chenye uzito wa kilo 30 kikiwa kimeegemea kwenye sakafu laini kimeunganishwa na kitalu B chenye uzito wa kilo 10 kupitia puli. Kitalu B hushikiliwa mwanzoni na kisha kutolewa ili kishuke chini. Kasi ya mfumo ni… (g = 10 ms ^-2 )

A. 2,5 ms^-2

B. 10 ms ^-2

C. 12 ms ^-2

D. 15 ms ^-2

E. 18 ms ^-2

Majadiliano

Inajulikana kwamba :

Uzito wa kitalu A (m _A ) = kilo 30

Uzito wa kitalu B (m _B ) = kilo 10

Kuongeza kasi kutokana na uvutano (g) = 10 m/s ²

Uzito wa block B (w _B ) = m _B g = (10)(10) = 100 Newton

Swali : Kuongeza kasi ya mfumo (a)

Jibu :

∑ F = ma

w _B = (m _A + m _B ) a

100 = (30 + 10) a

100 = 40 a

a = 100 / 40

a = 2,5 m/s ²

Jibu sahihi ni A.

11. Vitalu A na B, kila kimoja kikiwa na uzito wa kilo 8 na kilo 12, vimewekwa kwenye meza kama inavyoonyeshwa kwenye mchoro. Mgawo wa msuguano kati ya vitalu A na jedwali ni 0,3. Vitalu C, vyenye uzito wa kilo 4, kisha huwekwa juu ya vitalu A. Ni kauli gani kati ya zifuatazo iliyo sahihi?

A. Mvutano katika kamba ni mkubwa kuliko hapo awali, kasi ni ndogo kuliko hapo awali

B. Mvutano katika kamba na kasi ya mfumo hazibadiliki.

C. Mvutano katika kamba ni mdogo kuliko hapo awali, kasi ni kubwa kuliko hapo awali.

D. Mvutano katika kamba ni mkubwa kuliko hapo awali, kasi inabaki thabiti.

E. Mvutano katika kamba hubaki bila kubadilika huku kasi ikiwa ndogo kuliko hapo awali.

Majadiliano

Inajulikana kwamba:

Uzito wa kitalu A (m _A ) = kilo 8

Uzito wa kitalu B (m _B ) = kilo 12

Uzito wa block C (mC ₎ = 4 kg

_{Mgawo wa msuguano kati ya} kizuizi A na jedwali ( μk ) = 0,3

Kuongeza kasi kutokana na uvutano (g) = 10 m/s ²

Uzito wa kitalu A (w _A ) = m _A g = (kilo 8)(10 m/s ² ) = kilo 80 m/s ²

Uzito wa kitalu B (w _B ) = m _B g = (kilo 12)(10 m/s ² ) = kilo 120 m/s ²

Nguvu ya msuguano kati ya kizuizi A na jedwali (f _k ) = μ _k N _A = μ _k w _A = (0,3)(80) = 24 N

Jibu:

Kuongeza kasi kwa mfumo:

Σ F = ma

w _B – f _k = (m _A + m _B ) a

120 – 24 = ( 8 + 12 ) a

96 = ( 20 ) a

a = 96 / 20

a = 4,8 m/s ²

Mvutano wa kamba:

Fikiria moja ya vitu, kwa mfano B.

Σ F = ma

w _B – T = (m _B ) a

120 – T = ( 12 ) 4,8

120 – T = 57,6

T = 120 - 57,6

T = 62,4 Newton

Kitalu C chenye uzito wa kilo 4 huwekwa juu ya kitalu A.

Kuongeza kasi kwa mfumo:

Σ F = ma

w _B – f _k = (m _A + m _B + m _C ) a

120 – 24 = ( 8 + 12 + 4 ) a

96 = ( 24 ) a

a = 96 / 24

a = 4 m/s ²

Mvutano wa kamba:

Fikiria moja ya vitu, kwa mfano B.

Σ F = ma

w _B – T = (m _B ) a

120 – T = ( 12 ) 4

120 – T = 48

T = 120 - 48

T = 72 Newton

Jibu sahihi ni A.

12. Kutoka kwenye picha ifuatayo, kitalu A kina uzito wa kilo 2 na kitalu B = kilo 1. Kitalu B hapo awali hakijatulia na kisha hushuka chini hadi kitakapogusa sakafu. Ikiwa g = 10 ms ^-2 , thamani ya mvutano katika mfuatano T ni...

A. 20,0 Newton
B. 10,0 Newton
C. 6,7 Newton
D. 3,3 Newton
E. 1,7 Newton

Majadiliano
Inajulikana :
Uzito wa kitalu A (m_A) = kilo 2
Uzito wa kitalu B (m_B) = kilo 1
Kuongeza kasi kutokana na mvuto (g) = 10 m/s²
Uzito wa block B (w)_B) = m_B g = (1)(10) = 10 Newton
Aliuliza Thamani ya mvutano wa kamba (T)
Jawab :

Katika swali hakuna taarifa kuhusu msuguano, kwa hivyo puuza tu msuguano.

Kuongeza kasi kwa mfumo (a)
Hesabu ya kwanza kuongeza kasi mfumo kwa kutumia fomula Sheria ya pili ya NewtonKitalu B kimetundikwa ili kuwe na nguvu ya uvutano wa kitalu B inayosogeza kitalu B chini. Kitalu B na kitalu A vimeunganishwa kwa kamba ili kitalu B kivute kitalu A hadi vyote visonge pamoja. Tofauti ni kwamba kitalu B kinasogea chini na kitalu A kinasogea kulia. Kuna nguvu moja tu inayolingana na mwendo wa vitalu vyote viwili, yaani nguvu ya uvutano wa kitalu B (wB). Mvuto Kitalu A ni sawa na mwelekeo wa mwendo wa kitalu A kwa hivyo hakizingatiwi katika kutatua tatizo. Nguvu za mvutano katika kamba zina ukubwa sawa kando ya urefu wa kamba na katika pande tofauti kwa hivyo huachana.
∑F = ma
w_B = (m_A +m_B)
10 = (2 + 1) a
10 = 3 a
a = 10/3

Mvutano wa kamba (T)
Mvutano katika kamba huhesabiwa kwa kuzingatia kila kizuizi kando.
Mvutano katika kamba kwenye kitalu A
∑F = ma
T = m_A a = (2)(10/3) = 20/3 = 6,7 Newton
Mvutano katika kamba kwenye kitalu B
∑F = ma
w_B – T = m_B a
10 – T = (1)(10/3)
10 – T = 3,3
T = 10 - 3,3 = 6,7 Newton
Nguvu ya mvutano wa kamba (T) = 6,7 Newton
Jibu sahihi ni C.

13. Kutoka kwenye picha ifuatayo, kitalu A kina uzito wa kilo 2 na kitalu B = kilo 1. Wakati nguvu ya msuguano kati ya kitu A na ndege ya Newton 2,5, huku nguvu ya msuguano wa kamba na kapi ikipuuzwa, basi kasi ya vitu hivyo viwili ni...

A. 20,0 ms^-2
B. 10,0 ms^-2
C. 6,7 ms^-2
D. 3,3 ms^-2
E. 2,5 ms^-2

Majadiliano
Inajulikana :
Uzito wa kitalu A (m_A) = kilo 2
Uzito wa kitalu B (m_B) = kilo 1
Nguvu ya msuguano kati ya kitalu A na uso tambarare (f_{ges A}) = 2,5 Newton
Kuongeza kasi kutokana na mvuto (g) = 10 m/s²
Uzito wa block B (w)_B) = m_B g = (1)(10) = 10 Newton
Aliuliza Kuongeza kasi kwa vitu vyote viwili (a)
Jawab :
Kuongeza kasi kwa vitu vyote viwili huhesabiwa kwa kutumia fomula ya sheria ya pili ya Newton.
∑F = ma
w_B - f_ges = (m_A +m_B)
10 – 2,5 = (2 + 1) a
7,5 = 3 a
a = 7,5 / 3 = 2,5 m/s²
Jibu sahihi ni E.

14. Tazama picha! Kitalu A chenye uzito wa kilo 30 kikiwa kimeegemea kwenye sakafu laini kimeunganishwa na kitalu B chenye uzito wa kilo 10 kupitia puli. Kitalu B hushikiliwa mwanzoni na kisha kutolewa ili kishuke chini. Kasi ya mfumo ni… (g = 10 m/s^-2)
A. 2,5 ms^-2
B. 10 ms^-2
C. 12 ms^-2
D. 15 ms^-2
E. 18 ms^-2
Majadiliano
Inajulikana :
Uzito wa kitalu A (m_A) = kilo 30
Uzito wa kitalu B (m_B) = kilo 10
Kuongeza kasi kutokana na mvuto (g) = 10 m/s²
Uzito wa block B (w)_B) = m_B g = (10)(10) = 100 Newton
Aliuliza : Kuongeza kasi kwa mfumo (a)
Jawab :
∑F = ma
w_B = (m_A +m_B)
100 = (30 + 10) a
100 = 40 a
a = 100 / 40
a = 2,5 m/s²
Jibu sahihi ni A.

Chanzo cha swali:

Maswali ya Fizikia ya Mtihani wa Kitaifa kwa Shule ya Upili ya Wazee/Shule ya Upili ya Ufundi