Mfano wa Maswali ya Msukumo

Mifano 4 ya Maswali ya Msukumo

1. Mpira wenye uzito wa kilo 0,5 huanguka kwa uhuru kutoka urefu wa h ₁ = 7,2 m juu ya sakafu na kuruka hadi urefu wa h ₂ = 3,2 m. Ikiwa kasi inayotokana na uvutano ni 10 ms ^-2 , msukumo unaofanya kazi kwenye mpira ni...

A. 2,0 Ns

B. 3,0 Ns

C. 10 Ns

D. 40 Ns

E. 80 Ns

Majadiliano

Inajulikana kwamba :

Uzito wa mpira (m) = kilo 0,5

Urefu wa mpira unaoanguka kwa uhuru (h ₁ ) = mita 7,2

Urefu wa mpira unaoruka (h ₂ ) = mita 3,2

Kasi ya uvutano ya Dunia (g) = 10 m/s ²

Aliuliza : Msukumo akiigiza mpira

Jibu :

Kasi ya mpira kabla tu ya mgongano (v)_o)

Hesabu kasi ya mpira kabla tu ya mgongano kwa kutumia fomula ya kuanguka huru. Kwa kuzingatia urefu (h) = mita 7,2, kasi inayotokana na uvutano (g) = 10 m/s ² na kasi ya mwisho kabla tu ya kugonga sakafu, tumia fomula v ² = 2 gh

2 ₌ ² (10)(7,2) = 144

v _o = 2(10)(7,2) = 12 m/s

Kasi ya mpira kabla ya mgongano (vo _o ) ni -12 m/s. Ishara hasi inaonyesha mwelekeo pekee.

Kasi ya mpira mara tu baada ya mgongano (v)_t)

Hesabu kasi ya mpira mara tu baada ya mgongano kwa kutumia fomula ya mwendo wa wima wa juu. Kwa kuzingatia urefu (h) = mita 3,2, kasi ya uvutano (g) = -10 m/s ² , kasi ya mwisho katika urefu wa juu zaidi (v _t ² ) = 0 na kasi ya awali mara tu baada ya kugonga sakafu inaulizwa, kwa hivyo tumia fomula v _t ² = vo ₂ ⁺ 2 gh

v _t ² = v _o ² + 2 gh

0 = _{2 +} ² (-10)(3,2)

2 = ⁶⁴_​

v _o = √64 = 8 m/s

Kasi ya mpira baada ya mgongano (v _t ) ni 8 m/s

Msukumo ukiigiza mpira (I)

Msukumo huhesabiwa kwa kutumia fomula ya nadharia ya msukumo-kasi.

Msukumo (I) = mabadiliko katika kasi (Δp)

I = m (v _t – vo _o ) = (0,5)(8-(-12)) = (0,5)(8 + 12) = 0,5(20) = Sekunde 10 za Newton

Jibu sahihi ni C.

2. Mpira wa ping pong wenye uzito wa gramu 5 huanguka kwa uhuru kutoka urefu fulani (g = 10 ms ^-2 ). Unapogonga sakafu, kasi ya mpira ni 6 ms ^-1 na mara baada ya kugonga sakafu, mpira huruka juu kwa kasi ya 4 ms ^-1 . Ukubwa wa msukumo unaofanya kazi kwenye mpira ni...

A. 0,50 Ns

B. 0,25 Ns

C. 0,10 Ns

D. 0,05 Ns

E. 0,01 Ns

Majadiliano

Inajulikana kwamba :

Uzito wa mpira (m) = gramu 5 = kilo 0,005

Kasi ya mpira kabla tu ya kugonga sakafu (vo _o ) = -6 m/s

Kasi ya mpira mara tu baada ya kugonga sakafu (v _t ) = 4 m/s

Kasi chanya na hasi zinamaanisha kwamba mwelekeo wa kasi ya mpira au mwelekeo wa mwendo wa mpira kabla ya mgongano ni kinyume na mwelekeo wa mwendo wa mpira baada ya mgongano.

Aliuliza : Msukumo (I)

Jibu :

Nadharia ya msukumo-kasi inasema kwamba msukumo (I) ni sawa na mabadiliko katika kasi (Δp).

I = Δp = mv _t – mv _o = m (v _t – v _o )

I = (0,005)(4 – (-6)) = (0,005)(4 + 6) = (0,005)(10) = 0,05 Sekunde ya Newton

Jibu sahihi ni D.

3. Mpira wa gramu 20 hutupwa kwa kasi v ₁ = 4 ms ^-1 upande wa kushoto. Baada ya kugonga ukuta, mpira huruka kwa kasi v ₂ = 2 ms ^-1 upande wa kulia. Msukumo unaotokana ni….

A. 0,24 Ns

B. 0,12 Ns

C. 0,08 Ns

D. 0,06 Ns

E. 0,04 Ns

Majadiliano

Inajulikana kwamba:

Uzito wa mpira (m) = gramu 20 = kilo 0,020

Kasi ya mpira kabla ya mgongano (vo _o ) = -4 m/s (kushoto)

Kasi ya mpira baada ya mgongano (v _t ) = +2 m/s (kulia)

v _o hupewa ishara hasi ili kutofautisha mwelekeo wake kutoka v _t.

Aliuliza: Msukumo

Jibu:

Msukumo (I) = mabadiliko katika kasi (Δp) = mv _t – mv _o

Msukumo (I) = m (v _t – vo _o ) = 0,02 (2 – (-4))

Msukumo (I) = 0,02 (2 + 4) = 0,02 (6)

Msukumo (I) = sekunde 0,12 za Newton.

Jibu sahihi ni B.

4. Mpira wa tenisi wa gramu 100 unaangushwa sakafuni kutoka urefu wa sentimita 20 bila kasi ya awali. Baada ya kupiga sakafu, mpira huruka kwa kasi ya ms 1 ^-1 na (g = ms 10 ^-2 ). Mabadiliko ya kasi yanayopatikana na mpira ni...

A. 0,1 Ns
B. 0,3 Ns
C. 0,5 Ns
D. 0,8 Ns
E. 0,9 Ns

Majadiliano
Inajulikana :
Uzito wa mpira (m) = gramu 100 = kilo 0,1
Urefu (h) = sm 20 = mita 0,2
Kuongeza kasi kutokana na mvuto (g) = 10 m/s²
Kasi ya mpira mara tu baada ya kugonga sakafu (v)_t) = 1 m/s
Aliuliza : mabadiliko katika kasi ya mpira
Jawab :
Kasi ya mpira kabla ya mgongano (v)_o)
Hesabu kasi ya mpira kabla ya mgongano kwa kutumia fomula ya kuanguka huru. Kwa kuzingatia urefu wa kuanguka huru kwa mpira (h) = mita 0,2, kasi inayotokana na uvutano (g) = 10 m/s² na akauliza kasi ya mpira unapogonga sakafu, kwa hivyo fomula hiyo inatumika v² = 2 g
v² = 2 (10)(0,2) = 4
v= √4 = -2 m/s
Inapewa ishara hasi kwa sababu mwelekeo wa mwendo wa mpira kabla ya kugongana na sakafu ni kinyume na mwelekeo wa mwendo wa mpira baada ya kugongana na sakafu.
Mabadiliko katika kasi ya mpira (Δp)
Δp = mv_t – mv_o = m (v_t - v_o)
Δp = (0,1)(1 – (-2)) = (0,1)(1 + 2) = (0,1)(3) = 0,3 Sekunde ya Newton
Jibu sahihi ni B.

Chanzo cha swali:

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