Solved problems in Newton’s laws of motion – Newton’s second law of motion
1. A 1 kg object accelerated at a constant 5 m/s2. Estimate the net force needed to accelerate the object.
அறியப்பட்டது :
நிறை (மீ) = 1 கிலோ
முடுக்கம் (அ) = 5 மீ/வி2
தேவை : net force (∑F)
தீர்வு:
We use Newton’s second law to get the net force.
∑ (எண்)F = ma
∑ (எண்)F = (1 kg)(5 m/s2) = 5 கி.கி மீ/வி2 = 5 நியூட்டன்
2. நிறை of an object = 1 kg, net force ∑F = 2 Newton. Determine the magnitude and direction of the object’s acceleration….
அறியப்பட்டது :
நிறை (மீ) = 1 கிலோ
Net force (∑F) = 2 Newton
தேவை : The magnitude and direction of the acceleration (a)
தீர்வு:
a = ∑F / m
a = 2 / 1
a = 2 மீ/வி2
The direction of the acceleration = the direction of the net force (∑F)
3. Object’s mass = 2 kg, F1 = 5 நியூட்டன், F2 = 3 Newton. The magnitude and direction of the acceleration is…
அறியப்பட்டது :
நிறை (மீ) = 2 கிலோ
F1 = 5 நியூட்டன்
F2 = 3 நியூட்டன்
தேவை : The magnitude and direction of the acceleration (a)
தீர்வு:
net force :
∑ (எண்)எஃப் = எஃப்1 - எஃப்2 = 5 – 3 = 2 நியூட்டன்
முடுக்கத்தின் அளவு :
a = ∑F / m
a = 2 / 2
a = 1 மீ/வி2
Direction of the acceleration = direction of the net force = direction of F1
4. Object’s mass = 2 kg, F1 = 10 நியூட்டன், F2 = 1 Newton. The magnitude and direction of the acceleration is…
அறியப்பட்டது :
நிறை (மீ) = 2 கிலோ
F2 = 1 நியூட்டன்
F1 = 10 நியூட்டன்
F1x = எஃப்1 cos 60o = (10)(0.5) = 5 நியூட்டன்
தேவை : The magnitude and direction of the acceleration (a)
தீர்வு:
நிகர விசை :
∑ (எண்)எஃப் = எஃப்1x - எஃப்2 = 5 – 1 = 4 நியூட்டன்
முடுக்கத்தின் அளவு :
a = ∑F / m
a = 4 / 2
a = 2 மீ/வி2
Direction of the acceleration = direction of the net force = direction of F1x
5. எஃப்1 = 10 நியூட்டன், F2 = 1 Newton, m1 = 1 கி.கி, மீ2 = 2 kg. The magnitude and direction of the acceleration is…
அறியப்பட்டது :
நிறை 1 (மீ)1) = 1 கிலோகிராம்
நிறை 2 (மீ)2) = 2 கிலோகிராம்
F1 = 10 நியூட்டன்
F2 = 1 நியூட்டன்
தேவை : The magnitude and direction of the acceleration (a)
தீர்வு:
The net force :
∑ (எண்)எஃப் = எஃப்1 - எஃப்2 = 10 – 1 = 9 நியூட்டன்
முடுக்கத்தின் அளவு :
a = ∑F / (m1 + மீ2)
a = 9 / (1 + 2)
a = 9 / 3
a = 3 மீ/வி2
The direction of the acceleration = the direction of the net force = direction of F1
6.
A 40-kg block accelerated by a force of 200 N. Acceleration of the block is 3 m/s2. Determine the magnitude of friction force experienced by the block.
அ. 15 N
பி. 40 என்
சி. 43 என்
டி. 80 என்
அறியப்பட்டது :
நிறை (மீ) = 40 கிலோ
விசை (F) = 200 N
முடுக்கம் (a) = 3 மீ/வி2
வான்டட்: உராய்வு விசை (Fg)
தீர்வு:
சமன்பாடு நியூட்டனின் இரண்டாம் இயக்க விதி
∑ (எண்)F = ma
∑ (எண்)F = net force, m = mass, a = acceleration
The direction of force F rightward, the direction of friction force leftward (the direction of friction force is opposite with the direction of object’s motion).
Choose rightward as positive and leftward as negative.
∑ (எண்)F = ma
எஃப் – எஃப்g = மா
200 - எஃப்g = (40)(3)
200 - எஃப்g = 120
Fg = 200 - 120
Fg = 80 நியூட்டன்
சரியான விடை D ஆகும்.
7. Block A with a mass of 100-gram place above block B with a mass of 300 gram, and then block b pushed with a force of 5 N vertically upward. Determine the சாதாரண விசை exerted by block B on block A.
அ. 1 N
பி. 1.25 என்
சி. 2 என்
டி. 3 என்
அறியப்பட்டது :
விசை (F) = 5 நியூட்டன்
தொகுதி A இன் நிறை (மீ)A) = 100 கிராம் = 0.1 கிலோகிராம்
B தொகுதியின் நிறை (மீ)B) = 300 கிராம் = 0.3 கிலோகிராம்
புவியீர்ப்பு முடுக்கம் (g) = 10 மீ/வி2
எடை of block A (wA) = (0.1 கி.கி)(10 மீ/வி2) = 1 கி.கி மீ/வி2 = 1 நியூட்டன்
B தொகுதியின் எடை (w)B) = (0.3 கி.கி)(10 மீ/வி2) = 3 கி.கி மீ/வி2 = 3 நியூட்டன்
தேவை : Normal force exerted by block B to block A
தீர்வு:
There are several forces that act on both block, as shown in figure.
F = push force (act on block B)
wA = weight of block A (act on block A)
wB = weight of block B (act on block B)
NA = normal force exerted by block B on block A (Act on block A)
NA’ = normal force exerted by block A on block B (Act on block B)
Apply Newton’s second law of motion on both blocks :
∑ (எண்)F = ma
எஃப் - டபிள்யூA - wB + NA - என்A' = (மீA + மீB) a
NA மற்றும் NA’ are action-reaction forces that have the same magnitude but opposite in direction so eliminated from the equation.
எஃப் - டபிள்யூA - wB = (மீA + மீB) a
5 – 1 – 3 = (0.1 + 0.3) a
5 – 4 = (0.4) a
1 = (0.4) அ
a = 1 / 0.4
a = 2.5 மீ/வி2
Apply Newton’s second law of motion on block A :
∑ (எண்)F = ma
NA - wA = மீA a
NA – 1 = (0.1)(2.5)
NA - X = X = X
NA = 1 + 0.25
NA = 1.25 நியூட்டன்
சரியான விடை B ஆகும்.
8. An object with weight of 4 N supported by a cord and pulley. A force of 2 N acts on the block and one end of the cord pulled by a force of 9 N. Determine the net force acts on object X.
A. 3 N upward
B. 4 N downward
C. 9 N upward
D. 9 N downward
அறியப்பட்டது :
Weight of X (wX) = 4 நியூட்டன்
Pull force (Fx) = 2 நியூட்டன்
Tension force (FT) = 9 நியூட்டன்
வான்டட்: Net force acts on object X
தீர்வு:
Vertically upward forces that act on object X :
The tension force has the same magnitude in all part of the cord. So the tension force is 9 N.
Vertically downward forces that act on object X :
There are two forces that act on object X and both forces are vertically downward, the horizontal component of weight wx and the horizontal component of force Fx.
Net force act on the object X :
FT - wX - எஃப்x = 9 – 4 – 2 = 9 – 6 = 3
The net force act on the object X is 3 Newton, vertically upward.
சரியான விடை A ஆகும்.
9. An object initially at rest on a smooth horizontal surface. A force of 16 N acts on the object so the object accelerated at 2 m/s2. If the same object at rest on a rough horizontal surface so the friction force acts on the object is 2 N, then determine the acceleration of the object if the same force of 16 N acts on the object.
அ. 1.75 மீ/வி2
பி. 1.50 மீ/வி2
சி. 1.00 மீ/வி2
டி. 0.88 மீ/வி2
அறியப்பட்டது :
Force (F) = 16 Newton = 16 kg m/s2
முடுக்கம் (a) = 2 மீ/வி2
உராய்வு விசை (F)பணம்) = 2 Newton = 2 kg m/s2
தேவை : Object’s acceleration ?
தீர்வு:
Smooth horizontal surface (no friction force) :
∑ (எண்)F = ma
F = ma
16 = (m) 2
மீ = 16/2
மீ = 8 கிலோ
Mass of object is 8 kilogram.
Rough horizontal surface (there is a friction force) :
∑ (எண்)F = ma
எஃப் – எஃப்பணம் = மா
16 – 2 = 8 அ
14 = 8 அ
a = 14 / 8
a = 1.75 மீ/வி2
Object’s acceleration is 1.75 m/s2.
சரியான விடை A ஆகும்.
10. Tom and Andrew push an object on the smooth floor. Tom push the object with a force of 5.70 N. If the mass of the object is 2.00 kg and acceleration experienced by the object is 2.00 ms-2, then determine the magnitude and direction of force act by Tom.
A. 1.70 N and its direction is opposite with force acted by Andre.w
B. 1.70 N and its direction same as force acted by Andrew
C. 2.30 N and its direction is opposite with force acted by Andrew.
D. 2.30 N and its direction same as force acted by Andrew.
அறியப்பட்டது :
Push force acted by Andrew (F1) = 5.70 நியூட்டன்
பொருளின் நிறை (மீ) = 2.00 கிலோ
முடுக்கம் (a) = 2.00 மீ/வி2
தேவை : Magnitude and direction of force acted by Tom (F2)?
தீர்வு:
Apply Newton’s second law of motion :
∑ (எண்)F = ma
F1 + எஃப்2 = மா
5.70 + F2 = (2)(2)
5.70 + F2 = 4
F2 = 4 - 5.70
F2 = – 1.7 Newton
Minus sign indicated that (F2) is opposite with push force act by Andrew (F1).
சரியான விடை A ஆகும்.
11. If the mass of the block is the same, which figure shows the smallest acceleration?
தீர்வு
Net force A :
ΣF = 4 N + 2 N – 3 N = 6 N – 3 N = 3 Newton, leftward
Net force B :
ΣF = 2 N + 3 N – 4 N = 5 N – 4 N = 1 Newton, rightward
Net force C :
ΣF = 4 N + 3 N – 2 N = 7 N – 2 N = 5 Newton, rightward
Net force D :
ΣF = 3 N + 4 N + 2 N = 9 Newton, rightward
The equation of Newton’s second law :
ΣF = ma
a = ΣF / m
a = acceleration, ΣF = net force, m = mass
Based on the above formula, the acceleration (a) is directly proportional to the net force (ΣF) and inversely proportional to mass (m). If the mass of an object is the same, the greater the resultant force, the greater the acceleration or the smaller the resultant force, the smaller the acceleration.
Based on the above calculation, the smallest net force is 1 Newton so the acceleration is also smallest.
சரியான விடை B ஆகும்.
12. Some forces act on an object with a mass of 20 kg, as shown in the figure below.
Determine the object’s acceleration.
அறியப்பட்டது :
பொருளின் நிறை (மீ) = 20 கிலோ
Net force (ΣF) = 25 N + 30 N – 15 N = 40 N
வான்டட்: Acceleration of an object
தீர்வு:
Object’s acceleration calculated using the equation of Newton’s second law :
ΣF = ma
a = ΣF / m = 40 N / 20 kg = 2 N/kg = 2 m/s2
13. Which statements below describes Newton’s third law?
(1) Passengers pushed forward when the bus braked suddenly
(2) Books on paper are not falling when the paper is pulled quickly
(3) When playing skateboard when the foot pushes the ground back then the skateboard will slide forward
(4) ஓars pushed backward, boats moving forward
தீர்வு:
(2) Newton’s first law
(3) Newton’s third law
(4) Newton’s third law
[wpdm_package id='470′]
- நிறை மற்றும் எடை
- சாதாரண சக்தி
- நியூட்டனின் இரண்டாம் இயக்க விதி
- உராய்வு விசை
- உராய்வு விசை இல்லாத கிடைமட்ட மேற்பரப்பில் இயக்கம்
- உராய்வு விசையுடன் கூடிய சொரசொரப்பான கிடைமட்டப் பரப்பில், ஒரே முடுக்கம் கொண்ட இரண்டு பொருட்களின் இயக்கம்.
- உராய்வு விசை இல்லாத சாய்வுத் தளத்தின் மீதான இயக்கம்
- உராய்வு விசையுடன் கூடிய சொரசொரப்பான சாய்வுத் தளத்தின் மீதான இயக்கம்
- லிஃப்டில் இயக்கம்
- பொருட்களின் இயக்கம் கயிறுகள் மற்றும் கப்பிகளால் இணைக்கப்பட்டுள்ளது.
- ஒரே அளவு முடுக்கம் கொண்ட இரண்டு பொருள்கள்
- தட்டையான வளைவை வளைத்தல் – வட்ட இயக்கத்தின் இயக்கவியல்
- சாய்வான வளைவைச் சுற்றி வருதல் – வட்ட இயக்கத்தின் இயக்கவியல்
- கிடைமட்ட வட்டத்தில் சீரான இயக்கம்
- சீரான வட்ட இயக்கத்தில் மையநோக்கு விசை
