Mifano 12 ya Maswali ya Msukumo wa Mgongano
1. MAPENZIRisasi ya mpira yenye umbo la mpira wenye uzito wa gramu 40 inarushwa mlalo kuelekea ukutani kama inavyoonekana kwenye picha. Ikiwa mpira unarushwa kwa kasi ile ile, basi mabadiliko ya kasi ya mpira ni
dalah…
A. 2 Ns
B. 3 Ns
C. 4 Ns
D. 5 Ns
E. 6 Ns
Majadiliano
Inajulikana kwamba :
Uzito (m) = gramu 40 = kilo 0,04
Kasi ya awali (vo o ) = – 50 m/s
Kasi ya mwisho (v t ) = 50 m/s
Mwelekeo wa mwendo wa mpira (mwelekeo wa kasi) ni kinyume, kwa hivyo kasi ya awali na kasi ya mwisho zina ishara tofauti.
Aliuliza : ni mabadiliko kiasi gani katika kasi ya mpira
Jibu :
Fomula ya mabadiliko ya kasi:
Δp = m (v t – vo o ) = (0,04)(50 – (-50)) = (0,04)(50 + 50)
Δp = (0,04)(100) = 4 Ns
Jibu sahihi ni C.
2. Mpira wa gramu 75 hutupwa mlalo hadi ugonge ukutani kama inavyoonekana kwenye picha. Ikiwa mpira wa mpira unarudi nyuma kwa kasi ile ile, basi ukubwa wa msukumo unaotokana ni...
A. 0
B. 1,5 Ns
C. 3,0 Ns
D. 3,7 Ns
E. 5,5 Ns
Majadiliano
Inajulikana kwamba :
Uzito wa mpira (m) = gramu 75 = kilo 0,075
Kasi ya awali (vo o ) = -20 m/s
Kasi ya mwisho (v t ) = 20 m/s
Mwelekeo wa mwendo wa mpira (mwelekeo wa kasi) ni kinyume, kwa hivyo kasi ya awali na kasi ya mwisho zina ishara tofauti.
Aliuliza : msukumo
Jibu :
Msukumo = mabadiliko katika kasi
I = Δp
I = m (v t – vo o ) = 0,075 (20 – (-20)) = 0,075 (20 + 20) = 0,075 (40)
I = N 3
Ns inawakilisha Newton wa pili.
Jibu sahihi ni C.
3. Vitu viwili vyenye uzito sawa husogea kwa mstari ulionyooka kuelekea kila kimoja kama inavyoonekana kwenye picha!
Ikiwa v 2 'ni kasi ya kitu (2) baada ya mgongano kulia kwa kasi ya 5 ms -1 , basi ukubwa wa kasi v 1 ' (1) baada ya mgongano ni…..
A. 7 ms-1
B. 9 ms −1
C. 13 ms −1
D. 15 ms −1
E. 17 ms −1
Majadiliano
Inajulikana kwamba:
Uzito wa vitu vyote viwili ni sawa = m
Kasi ya kitu 1 kabla ya mgongano (v 1 ) = 8 m/s
Kasi ya kitu 2 kabla ya mgongano (v 2 ) = 10 m/s
Kasi ya kitu 2 baada ya mgongano (v 2 ') = 5 m/s
Swali: Kasi ya kitu 1 baada ya mgongano (v 1 ')
Jibu:
Huu ni mgongano usiokamilika wa elastic. v 1 ' huhesabiwa kwa kutumia sheria ya uhifadhi wa kasi:
m 1 v 1 + m 2 v 2 = m 1 v 1 ' + m 2 v 2 '
m (v 1 + v 2 ) = m (v 1 ' + v 2 ')
v 1 + v 2 = v 1 ' + v 2 '
8 + 10 = v 1 ' + 5
18 = v 1 ' + 5
v 1 ' = 18-5
v 1 ' = 13 m/s
Jibu sahihi ni C.
4. Mipira miwili, kila moja ikiwa na uzito m 1 = 2 kg na m 2 = 1 kg, viringika pande tofauti kwa kasi v 1 = 2 ms s -1 na v 2 = 4 ms s -1 kama inavyoonyeshwa kwenye mchoro ufuatao. Mipira hiyo miwili kisha inagongana na baada ya mgongano inashikamana. Kasi ya mipira hiyo miwili baada ya mgongano ni…
A. 2 ms-1
B. 1,2 ms -1
C. 1 ms -1
D. 0,5 ms -1
E. sifuri
Majadiliano
Inajulikana kwamba :
Uzito wa mpira 1 (m 1 ) = kilo 2
Uzito wa mpira 2 (m 2 ) = kilo 1
Kasi ya mpira 1 kabla ya mgongano (v 1 ) = 2 m/s
Kasi ya mpira 2 kabla ya mgongano (v 2 ) = -4 m/s
Kasi ni chanya na hasi kwa sababu mwelekeo wa mwendo wa mpira ni kinyume. Ishara chanya na hasi zinaonyesha mwelekeo wa mwendo wa mpira.
Swali : Kasi ya mpira baada ya mgongano (v')
Jibu :
Swali hili linahusu migongano isiyo na unyumbulifu. Katika migongano isiyo na unyumbulifu, sheria ya uhifadhi wa nishati ya kinetiki haitumiki, na sheria ya uhifadhi wa kasi pekee ndiyo inayotumika. Kasi ya mpira baada ya mgongano huhesabiwa kwa kutumia fomula ya sheria ya uhifadhi wa kasi.
m 1 v 1 + m 2 v 2 = (m 1 + m 2 ) v'
(2)(2) + (1)(-4) = (2 + 1) v'
4 – 4 = (3) v'
0 = (3) v'
v' = 0
Jibu sahihi ni E.
5. Mipira miwili A na B ina uzito sawa ikielekeana kwa kasi ya 4 ms -1 na 6 ms -1 mtawalia kama inavyoonyeshwa kwenye picha! Zote mbili hugongana kwa mnyumbuliko, na kasi ya kitu B baada ya mgongano ni 4 ms -1 katika mwelekeo kinyume cha mwendo wake wa asili. Kasi ya mpira A mara baada ya mgongano ni...
A. 2 ms-1
B. 2,5 ms -1
C. 4 ms -1
D. 5 ms -1
E. 6 ms -1
Majadiliano
Inajulikana kwamba :
Uzito wa mpira A (m A ) = m
Uzito wa mpira B (m B ) = m
Kasi ya mpira A kabla ya mgongano (v A ) = 4 m/s
Kasi ya mpira B kabla ya mgongano (v B ) = 6 m/s
Kasi ya mpira B baada ya mgongano (v B ') = 4 m/s
Swali : Kasi ya mpira A baada ya mgongano (v A ')
Jibu :
Ikiwa vitu viwili vinavyogongana kwa unyumbufu vina uzito sawa, basi baada ya mgongano vitu hivyo viwili hubadilishana kasi.
Kasi ya mpira A kabla ya mgongano (v A ) = kasi ya mpira B baada ya mgongano (v B ') = 4 m/s
Kasi ya mpira B kabla ya mgongano (v B ) = kasi ya mpira A baada ya mgongano (v A ') = 6 m/s
Ikiwa mpira A unasogea kushoto kabla ya mgongano, basi baada ya mgongano, mpira A unasogea kulia. Vivyo hivyo, ikiwa mpira B unasogea kulia kabla ya mgongano, basi baada ya mgongano, mpira B unasogea kushoto. Kwa hivyo, katika mgongano wenye mnyumbuliko kamili, mwelekeo wa mwendo wa vitu kabla na baada ya mgongano ni kinyume.
Jibu sahihi ni E.
6. Vitu A na B, kila kimoja kikiwa na uzito wa kilo 4 na kilo 5, husogea pande tofauti kama inavyoonyeshwa kwenye picha. Kisha hugongana na baada ya mgongano, vitu hivyo viwili huelekeza upande kinyume kwa kasi ya A = 4 ms -1 na kasi ya B = 2 ms -1 . Kwa hivyo, kasi ya kitu B kabla ya mgongano ni...
A. 6,0 ms-1
B. 3,0 ms -1
C. 1,6 ms -1
D. 1,2 ms -1
E. 0,4 ms -1
Majadiliano
Inajulikana kwamba :
Uzito wa kitu A (m A ) = kilo 4
Uzito wa kitu B (m B ) = kilo 5
Kasi ya kitu A kabla ya mgongano (v A ) = 6 m/s
Kasi ya kitu A baada ya mgongano (v A ') = 4 m/s
Kasi ya kitu B baada ya mgongano (v B ') = -2 m/s
Ishara chanya na hasi zinaelezea mwelekeo kinyume wa mwendo wa mpira.
Swali : Kasi ya kitu B kabla ya mgongano (v B )
Jibu :
Aina ya mgongano haijaelezewa katika tatizo hili. Hata hivyo, kulingana na wingi unaojulikana, imehitimishwa kuwa tatizo hili linahusiana na mgongano wa elastic kidogo au mgongano usio na elastic kikamilifu. Katika mgongano wa elastic kidogo, sheria ya uhifadhi wa nishati ya kinetiki haitumiki; sheria ya uhifadhi wa kasi pekee ndiyo inayotumika. Kasi ya kitu B kabla ya mgongano huhesabiwa kwa kutumia sheria ya uhifadhi wa kasi.
m A v A + m B v B = m A v A ' + m B v B '
(4)(6) + (5)(-2) = (4)(4) + (5)(v B ')
24 – 10 = 16 + 5(v B ')
14 – 16 = 5 (v B ')
-2 = 5 (v B ')
v B ' = -2/5
v B ' = -0,4
Ishara hasi inamaanisha kwamba mwelekeo wa mwendo wa kitu B baada ya mgongano ni kinyume na mwelekeo wa kitu kabla ya mgongano.
Jibu sahihi ni E.
7. Mpira wa gramu 200 huangushwa kutoka urefu wa sentimita 80 bila kasi ya awali. Baada ya kupiga sakafu, mpira hurudi nyuma kwa kasi ya ms 1 -1 (g = ms 10 -2 ). Ukubwa wa msukumo kwenye mpira ni…
A. 1,6 Ns
B. 1,5 Ns
C. 1,0 Ns
D. 0,8 Ns
E. 0,6 Ns
Majadiliano
Inajulikana kwamba:
Uzito wa mpira = gramu 200 = kilo 0,2
Urefu = sm 80 = 0,80 m
Kasi ya mpira kabla ya kupiga sakafu = ….
Kasi ya mpira baada ya kugonga sakafu / mpira hudunda = 1 m/s
Kuongeza kasi kutokana na uvutano (g) = 10 m/s 2
Swali: Ukubwa wa msukumo (I)
Jibu:
Kasi ya mpira kabla ya kupiga sakafu
Kwanza hesabu kasi ya mpira kabla ya kugonga sakafu, kwa kutumia fomula ya mwendo wa kuanguka bila malipo.
Inajulikana kwamba:
Urefu (h) = sm 80 = 0,8 m
Kuongeza kasi kutokana na uvutano (g) = 10 m/s 2
Swali: Kasi ya mwisho (v t )
Jibu:
v t 2 = 2 gh = 2(10)(0,8) = 2(8) = 16
v t = √ 16 = 4 m/s
Ukubwa wa msukumo (I)
Inajulikana kwamba:
Uzito wa mpira (m) = gramu 200 = kilo 0,2
Kasi ya mpira kabla ya kupiga sakafu (vo o ) = -4 m/s
Kasi ya mpira baada ya kugonga sakafu / mpira hudunda (v t ) = 1 m/s
Mwelekeo wa mwendo wa mpira au mwelekeo wa kasi ya mpira ni tofauti ili kasi moja iwe chanya, kasi nyingine iwe hasi.
Aliuliza: Msukumo (I)
Jibu:
Nadharia ya msukumo-kasi inasema kwamba msukumo = mabadiliko katika kasi. Kihisabati:
I = Δp
I = m (v t – vo o )
Mimi = (0,2)(1– (-4))
Mimi = (0,2)(1 + 4)
Mimi = (0,2)(5)
I = N 1
Jibu sahihi ni C.
8. Tazama picha ifuatayo!
Vitu viwili vyenye uzito sawa m 1 = m 2 = kilo 0,5 hutolewa kwa wakati mmoja kutoka urefu sawa kando ya njia laini yenye mkunjo yenye kipenyo cha mita 1/5. Ikiwa vitu hivyo viwili vinagongana kikamilifu kwa mnyumbuliko, basi kasi ya kila kitu baada ya mgongano ni… (g = 10 m s -1 )
A. dhidi ya1 = -1 ms-1 v'2 = 2 ms-1
B. v' 1 = +1 ms -1 ; v' 2 = -2 ms -1
C. v' 1 = -2 ms -1 ; v' 2 = +2 ms -1
D. v' 1 = -2 ms -1 ; v' 2 = +3 ms -1
E. v' 1 = +3 ms -1 ; v' 2 = -2 ms -1
Majadiliano
Inajulikana kwamba:
Uzito wa kitu (m) = m 1 = m 2 = 0,5 kg
Urefu wa awali (h 1 ) = 1/5 mita
Urefu wa mwisho (h 2 ) = 0 (msingi wa njia)
Kasi ya awali ya kitu (v 1 ) = 0 (mwanzoni kitu kiko katika hali tulivu)
Kasi ya mwisho ya kitu (mstari wa 2 ) = …. (kasi ya kitu chini ya njia = kasi ya kitu kabla ya mgongano)
Kuongeza kasi kutokana na mvuto (g) = 10 m/s
Swali: Kasi ya kila kitu baada ya mgongano
Jibu:
Kasi ya kitu kabla ya mgongano
Kwanza, hesabu kasi ya kitu kabla ya mgongano kwa kutumia fomula ya sheria ya uhifadhi wa nishati ya mitambo . Kasi ya kitu kabla ya mgongano = kasi ya kitu kinapofika chini ya njia = kasi ya mwisho ya kitu.
Nishati ya awali ya mitambo = Nishati ya mwisho ya mitambo
Nishati ya uwezo wa mvuto + Nishati ya Kinetiki = Nishati ya uwezo wa mvuto + Nishati ya Kinetiki
mph 1 + 1/2 mv 1 2 = mph 2 + 1/2 mv 2 2
mph 1 + 0 = 0 + 1/2 mv 2 2
mph 1 = 1/2 mv 2 2
gh 1 = 1/2 v 2 2
2 gh 1 = v 2 2
2(10)(1/5) = v 2 2
2(2) = v 2 2
4 = v 2 2
v 2 = √4
v 2 = 2 m/s
Kasi ya kila kitu kabla ya mgongano = 2 m//s.
Kasi ya kitu baada ya mgongano
Hesabu kasi ya vitu baada ya mgongano kwa kutumia fomula ya mgongano yenye mnyumbuliko kamili.
Katika mgongano wenye mnyumbuliko kamili, ikiwa wingi wa vitu vyote viwili ni sawa na mienendo yao ni kinyume, basi vinapogongana, vitu hivyo viwili hubadilishana kasi. Kwa mfano, kabla ya mgongano, kitu A husogea kwa 2 m/s na kitu B husogea kwa -4 m/s. Baada ya mgongano, kitu A husogea kwa 4 m/s na kitu B husogea kwa -2 m/s. Ishara hasi na chanya zinaonyesha kwamba vitu hivyo viwili viko katika pande tofauti.
Katika swali hili, mwelekeo wa mwendo kabla ya mgongano ni kinyume na kasi ya vitu vyote viwili kabla ya mgongano ni 2 m/s kwa hivyo kasi ya vitu vyote viwili baada ya mgongano pia ni 2 m/s, lakini ishara ni tofauti, moja ni chanya na nyingine ni hasi.
Jibu sahihi ni C.
9. Tazama picha ifuatayo!
Kitu A chenye uzito wa kilo 2 na kitu B chenye uzito wa kilo 3 hutolewa kutoka katikati ya duara la 1/4 kwa wakati mmoja bila kasi ya awali. Vitu vyote viwili hupita kwenye uso laini uliopinda na kugongana katika nukta C kwa njia ya elastic kabisa (g = 10 ms -2 ). Kasi ya vitu A na B mara tu baada ya mgongano ni…
A. -2 ms-1 na -2 ms-1
B. -3 ms -1 na 7 ms -1
C. -4 ms -1 na 7 ms -1
D. 4 ms -1 na -3 ms -1
E. 7 ms -1 na 3 ms -1
Majadiliano
Inajulikana kwamba:
Uzito wa kitu A (m 1 ) = kilo 2
Uzito wa kitu B (m 2 ) = kilo 3
Urefu wa awali (h 1 ) = mita 5
Urefu wa mwisho (h 2 ) = 0 (msingi wa njia)
Kasi ya awali ya kitu (v 1 ) = 0 (mwanzoni kitu kiko katika hali tulivu)
Kasi ya mwisho ya kitu (mstari wa 2 ) = …. (kasi ya kitu chini ya njia = kasi ya kitu kabla ya mgongano)
Kuongeza kasi kutokana na mvuto (g) = 10 m/s
Swali: Kasi ya kila kitu baada ya mgongano
Jibu:
Kasi ya kitu kabla ya mgongano
Kwanza, hesabu kasi ya kitu kabla ya mgongano kwa kutumia sheria ya uhifadhi wa nishati ya mitambo . Kasi ya kitu kabla ya mgongano = kasi ya kitu inapofika chini ya njia.
Nishati ya awali ya mitambo = Nishati ya mwisho ya mitambo
Nishati ya uwezo wa mvuto = Nishati ya Kinetiki
mph 1 = 1/2 mv 2 2
gh 1 = 1/2 v 2 2
2 gh 1 = v 2 2
2(10)(5) = v 2 2
100 = v 2 2
v 2 = √100
v 2 = 10 m/s
Kasi ya kila kitu kabla ya mgongano = 10 m/s. Uzito wa kitu hauathiri kasi ya mwisho.
Kasi ya kitu baada ya mgongano
Vitu hivyo viwili vina uzito tofauti na husogea pande tofauti hivyo kasi ya kila kitu baada ya mgongano huhesabiwa kwa kutumia mlinganyo huu:
Kasi ya kila kitu mara tu baada ya mgongano:
10. Mipira miwili kila moja ina uzito m1 = kilo 2 na m2 = kilo 1 ya mikunjo katika mwelekeo kinyume na kasi v1 = 2 ms-1 na v2 = 4 ms-1 kama ilivyo kwenye picha ifuatayo. Mipira hiyo miwili inagongana na baada ya mgongano inashikamana. Kecepatan mipira miwili baada ya mgongano ni…
A. 2 ms-1
B. 1,2 ms-1
C. 1 ms-1
D. 0,5 ms-1
E. sifuri
Majadiliano
Inajulikana :
Uzito wa mpira 1 (m1) = kilo 2
Uzito wa mpira 2 (m2) = kilo 1
Kasi ya mpira 1 kabla ya mgongano (v)1) = 2 m/s
Kasi ya mpira 2 kabla ya mgongano (v)2) = -4 m/s
Kasi ni chanya na hasi kwa sababu mwelekeo wa mwendo wa mpira ni kinyume. Ishara chanya na hasi zinaonyesha mwelekeo wa mwendo wa mpira.
Aliuliza Kasi ya mpira baada ya mgongano (v')
Jawab :
Swali hili linahusiana na mgongano usio na umbo la elasticKatika mgongano usio na unyumbufu, sheria ya uhifadhi wa nishati ya kinetiki haitumiki na inatumika tu sheria ya uhifadhi wa kasiKasi ya mpira baada ya mgongano huhesabiwa kwa kutumia fomula ya sheria ya uhifadhi wa kasi.
m1 v1 +m2 v2 = (m1 +m2) v'
(2)(2) + (1)(-4) = (2 + 1) v'
4 – 4 = (3) v'
0 = (3) v'
v' = 0
Jibu sahihi ni E.
11. Mipira miwili A na B ina uzito sawa na husogea kuelekea kila mmoja kwa kasi ya 4 m/s.-1 na milisekunde 6-1 kama ilivyo kwenye picha! Wawili hao kishamgongano laini kabisa, na kasi ya kitu B baada ya mgongano ni 4 ms-1 katika mwelekeo kinyume cha mwendo wake wa awali. Kasi ya mpira A mara tu baada ya mgongano ni…
A. 2 ms-1
B. 2,5 ms-1
C. 4 ms-1
D. 5 ms-1
E. 6 ms-1
Majadiliano
Inajulikana :
Uzito wa mpira A (mA) = m
Uzito wa mpira B (mB) = m
Kasi ya mpira A kabla ya mgongano (v)A) = 4 m/s
Kasi ya mpira B kabla ya mgongano (v)B) = 6 m/s
Kasi ya mpira B baada ya mgongano (v)B') = 4 m/s
Aliuliza Kasi ya mpira A baada ya mgongano (v)A')
Jawab :
Ikiwa vitu viwili vinavyogongana kwa mnyumbuliko vina uzito sawa, basi baada ya mgongano vitu hivyo viwili vitabadilisha uzito wao. kecepatan.
Kasi ya mpira A kabla ya mgongano (v)A) = kasi ya mpira B baada ya mgongano (vB') = 4 m/s
Kasi ya mpira B kabla ya mgongano (v)B) = kasi ya mpira A baada ya mgongano (vA') = 6 m/s
Ikiwa mpira A unasogea kushoto kabla ya mgongano, basi baada ya mgongano, mpira A unasogea kulia. Vivyo hivyo, ikiwa mpira B unasogea kulia kabla ya mgongano, basi baada ya mgongano, mpira B unasogea kushoto. Kwa hivyo, katika mgongano wenye mnyumbuliko kamili, mwelekeo wa mwendo wa vitu kabla na baada ya mgongano ni kinyume.
Jibu sahihi ni E.
12. Vitu A na B, kila kimoja kikiwa na uzito wa kilo 4 na kilo 5, husogea pande tofauti kama inavyoonyeshwa kwenye picha. Kisha hugongana na baada ya mgongano, vitu hivyo viwili huelekeza upande kinyume kwa kasi ya A = 4 ms.-1 na kasi B = 2 ms-1, basi kasi ya kitu B kabla ya mgongano ni...
A. 6,0 ms-1
B. 3,0 ms-1
C. 1,6 ms-1
D. 1,2 ms-1
E. 0,4 ms-1
Majadiliano
Inajulikana :
Uzito wa kitu A (mA) = kilo 4
Uzito wa kitu B (mB) = kilo 5
Kasi ya kitu A kabla ya mgongano (v)A) = 6 m/s
Kasi ya kitu A baada ya mgongano (v)A') = 4 m/s
Kasi ya kitu B baada ya mgongano (v)B') = -2 m/s
Ishara chanya na hasi zinaelezea mwelekeo kinyume wa mwendo wa mpira.
Aliuliza Kasi ya kitu B kabla ya mgongano (vB)
Jawab :
Aina ya mgongano haijaelezewa katika swali hili. Hata hivyo, kulingana na idadi inayojulikana, inaweza kuhitimishwa kuwa swali hili linahusiana na mgongano wa elastic kidogo au mgongano usio na elastic kikamilifu. mgongano wa sehemu ya elastic Sheria ya uhifadhi wa nishati ya kinetiki haitumiki na sheria ya uhifadhi wa kasi pekee ndiyo inayotumika. Kasi ya kitu B kabla ya mgongano huhesabiwa kwa kutumia mlinganyo wa sheria ya uhifadhi wa kasi.
mA vA +mB vB = mA vA' + mB vB'
(4)(6) + (5)(-2) = (4)(4) + (5)(vB')
24 – 10 = 16 + 5(vB')
14 – 16 = 5 (vB')
-2 = 5 (vB')
vB' = -2/5
vB' = -0,4
Ishara hasi inamaanisha kwamba mwelekeo wa mwendo wa kitu B baada ya mgongano ni kinyume na mwelekeo wa kitu kabla ya mgongano.
Jibu sahihi ni E.
Chanzo cha swali:
Maswali ya Fizikia ya Mtihani wa Kitaifa kwa Shule ya Upili ya Wazee/Shule ya Upili ya Ufundi
