Sheria ya kwanza ya mwendo ya Newton - matatizo na suluhisho

1. Mtu yuko kwenye lifti inayosogea juu kwa kasi isiyobadilika . Uzito wa mtu huyo ni 800 N. Mara moja kamba ya lifti huvunjika, hivyo lifti huanguka. Tambua nguvu ya kawaida inayotumika na sakafu ya lifti kwa mtu huyo kabla na baada ya kamba ya lifti kuvunjika.

A. 800 N na 0

B. 800 N na 800 N

C. 1600 N na 0

D. 1600 N na 800 N

Inajulikana:

Uzito (w) = 800 Newton

Inahitajika: Nguvu ya kawaida (N)

Suluhisho:

Kabla kamba ya lifti kukatika

Mtu anaposimama kwenye sakafu ya lifti, uzito humtendea mtu pale ambapo mwelekeo wa mtu uko chini. Mtu huyo amepumzika hivyo lazima kuwe na nguvu ya kawaida inayomtendea mtu huyo, pale ambapo mwelekeo wa nguvu ya kawaida uko juu na ukubwa wa nguvu ya kawaida ni sawa na ukubwa wa uzito.

Kwa sababu mtu huyo amepumzika kwenye lifti na lifti inasonga kwa kasi isiyobadilika (hapana kuongeza kasi ya), kwa hivyo hakuna nguvu halisi ya kuchukua hatua kwa mtu huyo.

∑F = 0

N – w = 0

N = w

N = 800 Newton

Baada ya kamba ya lifti kukatika

Baada ya kamba ya lifti kukatika, lifti na mtu huru huanguka pamoja, ambapo ukubwa na mwelekeo wa kuongeza kasi kwao ni sawa na kuongeza kasi kutokana na uvutano. Hakuna nguvu ya kawaida kwa mtu huyo.

Jibu sahihi ni A.

2. Kizuizi chenye uzito wa gramu 20 husogea kwa kasi isiyobadilika kwenye sakafu isiyo na mlalo kwa kasi isiyobadilika ikiwa kuna nguvu ya nje ya 2 N inayofanya kazi kwenye kizuizi. Tambua ukubwa wa nguvu ya msuguano inayopatikana na kizuizi.

A. 0.3 N

B. 1.4 N

C. 2.0 N

D. 3.6 N

Inajulikana:

Uzito (m) = gramu 20

Nguvu (F) = 2 Newton

Inahitajika: Ukubwa wa nguvu ya msuguano inayopatikana na kizuizi.

Suluhisho:

Kulingana na sheria ya kwanza ya mwendo ya Newton, ikiwa kizuizi kinasonga kwa kasi isiyobadilika, basi kizuizi hakina kasi ya kuongeza kasi. Kizuizi kinasonga kwa kasi isiyobadilika, na hakuna kasi ya kuongeza kasi ikiwa:

– Ukubwa wa nguvu ya msuguano (F _fric ) ni sawa na ukubwa wa nguvu ya nje (F)

– Nguvu ya msuguano (F _fric ) ina mwelekeo kinyume na nguvu ya nje (F)

Tumia sheria ya kwanza ya mwendo ya Newton:

∑ F = 0

F – F _fric = 0

F = F _fric

F _fric = 2 Newton

Jibu sahihi ni C.

3. Mstari laini wenye mwelekeo wa 0.6 m na urefu wa 0.4 m. Mstari wenye uzito wa, 1350 N utasonga juu kwa kutumia mstari ulioelekezwa. Amua ukubwa wa nguvu inayohitajika kusogeza mstari.

A. 100 N

B. 300 N

C. 600 N

D. 900 N

Inajulikana:

Uzito wa block (w) = 1350 Newtons

hyp = 0.6 m

kinyume = 0.4 m

Inahitajika: Nguvu ya chini kabisa

Suluhisho:

hyp = ac = 0.6 m

kinyume = bc = 0.4 m

Dhambi θ = bc / ac = 0.4 / 0.6 = 4/6 = 2/3

Kulingana na sheria ya kwanza ya mwendo ya Newton, kizuizi huanza kusogea juu kisha nguvu ya nje (F) ni sawa na sehemu ya ulalo ya uzito (w _x ).

∑ F = 0

F – upana _x = 0

F = upana _x

Ikiwa F = w _x , basi kitu huanza kusogea juu kwa kasi isiyobadilika.

w _x = w dhambi θ = (1350) (2/3) = (2) (450) = Newtons 900

Jibu sahihi ni D.

4. Nguvu tatu, F ₁ = 22 N, F ₂ = 18 N na F ₃ = 40 N hufanya kazi kwenye kizuizi. Ni takwimu gani inaelezea sheria ya kwanza ya Newton.

Suluhisho:

Sheria ya kwanza ya Newton: Nguvu halisi (ΣF) = 0.

A. F ₁ + F ₂ – F ₃ = 22 N + 18 N – 40 N = 40 N – 40 N = 0

B. F ₂ + F ₃ – F ₁ = 18 N + 40 N – 22 N = 58 N – 22 N = 36 N (kulia)

C. F ₂ + F ₃ – F ₁ = 18 N + 40 N – 22 N = 58 N – 22 N = 36 N (kulia)

D. F ₁ + F ₃ – F ₂ = 22 N + 40 N – 18 N = 62 N – 18 N = 44 N (kushoto)