వాలు తలం ప్రశ్నలకు ఉదాహరణ

వాలు తలం ప్రశ్నలకు 9 ఉదాహరణలు

ఈ ప్రశ్న గురించిన చర్చను మరింత బాగా అర్థం చేసుకోవడానికి న్యూటన్ నియమాలు , అభిలంబ బలం మరియు ఘర్షణ బలం గురించిన విషయాన్ని అధ్యయనం చేయండి .

1. పటంలో చూపిన విధంగా ఒక నునుపైన ఏటవాలు తలంపై 5 కిలోల ద్రవ్యరాశి గల ఒక దిమ్మెను వదిలారు! (g = 10 ms ⁻² మరియు tg 37 ^o = 3/4). ఆ దిమ్మె యొక్క త్వరణం...

ఎ. 4,5 మిల్లీసెకన్లు^-2

బి. 6,0 మి.సె ⁻²

సి. 7,5 ఎంఎస్ ⁻²

D. 8,0 ms ⁻²

E. 10,0 ms ⁻²

చర్చ

ఇది తెలిసిన విషయమే:

m = 5 kg, g = 10 m/s²

w = mg = (5)(10) = 50 N

దిగువ వైపు పొడవు = 4

నిలువు భుజం పొడవు = 3

కింది భుజం = 4 మరియు నిలువు భుజం = 3 అయినందున, కర్ణం = 5. మీరు దీనిని పైథాగరస్ సూత్రాన్ని ఉపయోగించి నిరూపించవచ్చు.

బ్లాక్ యొక్క త్వరణం (a) ఎంత?

సమాధానం :

బ్లాక్ కదలడానికి కారణమయ్యే బలం w_xవాలు తలం నునుపుగా ఉంది కాబట్టి ఘర్షణ ఉండదు.

w_x = w sin θ = (w)(నిలువు భుజం / కర్ణం)

w_x = (50)(3/5)

w_x = 30 న్యూటన్

బ్లాక్ యొక్క త్వరణం (a) ఎంత?

Σ F = ma

w_x = మా

30 = (5) a

a = 30 / 5

a = 6 మీ/సె ²

సరైన సమాధానం బి.

2. పటాన్ని చూడండి! ఒక దిమ్మె మొదట నిశ్చలంగా ఉంది, తరువాత దానిని వాలు తలానికి సమాంతరంగా F బలంతో పైకి లాగారు. దిమ్మె ద్రవ్యరాశి 8 కిలోలు, ఘర్షణ గుణకం µ_s = 0,5 మరియు θ = 45^oబ్లాక్ పైకి కదలాలంటే, F బలం తప్పనిసరిగా…

ఎ. 40 ఎన్

బి. 60 ఎన్

సి. 60√2 ఎన్

డి. 80 ఎన్

E. 80√2 N

చర్చ

ఇది తెలిసిన విషయమే :

స్థిర ఘర్షణ గుణకం (µ_s) = 0,5

కోణం (θ) = 45^o

గురుత్వాకర్షణ వలన కలిగే త్వరణం (g) = 10 మీ/సె ²

బ్లాక్ ద్రవ్యరాశి (m) = 8 కిలోగ్రాములు

బ్లాక్ బరువు (w) = mg = (8 kg)(10 m/s²) = 80 కిలోగ్రాములు మీ/సె² = 80 న్యూటన్

అడిగారు బ్లాక్ పైకి కదలడానికి అవసరమైన బలం F యొక్క పరిమాణం

సమాధానం :

ఒకవేళ కుడి బ్లాక్ పైకి కదులుతుంది F ≥ w_x + f_s. 

వాలుగా ఉన్న తలానికి సమాంతరంగా ఉండే గురుత్వాకర్షణ భాగం :

w_x = w sin θ = (80)(sin 45) = (80)(0,5√2) = 40√2

వాలు తలానికి లంబంగా ఉండే గురుత్వాకర్షణ భాగం :

w_y = w cos θ = (80)(cos 45) = (80)(0,5√2) = 40√2

సాధారణ బలం :

N = w_y = 40√2

స్థిర ఘర్షణ బలం :

f _s = µ _s N = (0,5)(40√2) = 20√2

బ్లాక్ పైకి కదలడానికి అవసరమైన బలం F యొక్క పరిమాణం :

F ≥ w _x + f _s

F ≥ 40√2 + 20√2

F ≥ 60√2 న్యూటన్

సరైన సమాధానం C.

3. Bకింది పటంలో చూపిన విధంగా 8 కిలోల ద్రవ్యరాశి గల ఒక దిమ్మెను గరుకైన ఏటవాలు తలంపై ఉంచారు. ఆ దిమ్మె క్రిందికి జారిపోకుండా నిరోధించడానికి అవసరమైన కనీస బాహ్య బలం… (sin 37^o = 0,6, cos 37^o = 0,8, g = 10 ms^-2, µ_k = 0,1)

ఎ. 6,4 ఎన్

బి. 4,6 ఎన్

సి. 48,5 ఎన్

డి. 54,4 ఎన్

E. 68,8 N

చర్చ

ఇది తెలిసిన విషయమే :

బ్లాక్ ద్రవ్యరాశి (m) = 8 కిలోగ్రాములు

గురుత్వాకర్షణ వలన కలిగే త్వరణం (g) = 10 మీ/సె ²

బ్లాక్ బరువు (w) = mg = (8)(10) = 80 న్యూటన్

Sin 37 ^o = 0,6

Cos 37 ^o = 0,8

గతిజ ఘర్షణ గుణకం (µ_k) = 0,1

N = w_y = w cos 37^o = (80)(0,8) = 64 న్యూటన్

అడిగారు బ్లాక్ కిందకు జారిపోకుండా పట్టి ఉంచే కనీస బాహ్య బలం (F)

జవాబ్ :

బ్లాక్ క్రిందికి జారదు, ఒకవేళ F = w_x

వాలుగా ఉన్న తలానికి సమాంతరంగా ఉండే గురుత్వాకర్షణ భాగం :

w_x = w sin θ = (80)(sin 37) = (80)(0,6) = 48

f_k = µ_k N = (0,1)(64) = 6,4

బ్లాక్ క్రిందికి జారిపోకుండా ఉండటానికి అవసరమైన కనీస బలం F :

F + f _k – w _x = 0

F = w_x - ఎఫ్_k = 48 – 6,4 = 41,6 న్యూటన్

4. 5,0 కిలోల ద్రవ్యరాశి గల ఒక వస్తువును, ఒక తాడు సహాయంతో గరుకైన ఏటవాలు తలంపైకి 71 N బలంతో లాగుతున్నారు (g = 10 m s).^-2, పాపం 37^o = 0,6, cos 37^o = 0,8). వస్తువు మరియు తలం మధ్య ఘర్షణ గుణకం 0,4 అయితే, వస్తువు అనుభవించే త్వరణం…

ఎ. 0,5 మిల్లీసెకన్లు^-2

బి. 2 మి.సె ^-2

సి. 2,5 ఎంఎస్ ^-2

D. 3 ms ^-2

E. 5 ms ^-2

చర్చ

ఇది తెలిసిన విషయమే :

వస్తువు ద్రవ్యరాశి (మీ) = 5 కిలోగ్రాములు

4. 2012/2013 SMA ఫిజిక్స్ జాతీయ పరీక్ష ప్రశ్నలు SA 67 నెం. 5

5,0 కిలోల ద్రవ్యరాశి గల ఒక వస్తువును, ఒక తాడు సహాయంతో గరుకైన ఏటవాలు తలంపైకి 71 N బలంతో లాగుతున్నారు (g = 10 m s).^-2, పాపం 37^o = 0,6, cos 37^o = 0,8). వస్తువు మరియు తలం మధ్య ఘర్షణ గుణకం 0,4 అయితే, వస్తువు అనుభవించే త్వరణం…

ఎ. 0,5 ఎంఎస్ ^-2

బి. 2 మి.సె ^-2

సి. 2,5 ఎంఎస్ ^-2

D. 3 ms ^-2

E. 5 ms ^-2

చర్చ

ఇది తెలిసిన విషయమే :

వస్తువు ద్రవ్యరాశి (మీ) = 5 కిలోగ్రాములు

గురుత్వాకర్షణ వలన కలిగే త్వరణం (g) = 10 మీ/సె ²

వస్తువు బరువు (w) = mg = (5)(10) = 50 న్యూటన్లు

బలం F = 71 న్యూటన్

Sin 37 ^o = 0,6

Cos 37 ^o = 0,8

ఘర్షణ గుణకం = 0,4

అడిగారు : వస్తువు యొక్క త్వరణం (ఎ)

సమాధానం :

ఫలిత బలం

మొదట వస్తువుపై పనిచేసే ఫలిత బలాన్ని లెక్కించండి.

వాలుగా ఉన్న తలానికి సమాంతరంగా ఉండే గురుత్వాకర్షణ భాగం :

w_x = w sin θ = (50)(sin 37) = (50)(0,6) = 30

వాలు తలానికి లంబంగా ఉండే గురుత్వాకర్షణ భాగం :

w_y = w cos θ = (50)(cos 37) = (50)(0,8) = 40

సాధారణ బలం :

N = w_y = 40

గతిజ ఘర్షణ బలం :

f_k = µ_k N = (0,4)(40) = 16

వాలుగా ఉన్న తలంపై పనిచేసే ఫలిత బలం:

ΣF = F – w_x - ఎఫ్_k = 71 – 30 – 16 = 25 న్యూటన్లు

వస్తువు యొక్క త్వరణం

ఒక వస్తువు యొక్క త్వరణాన్ని న్యూటన్ రెండవ నియమ సూత్రాన్ని ఉపయోగించి లెక్కిస్తారు:

a = ∑F / m = 25 / 5 = 5 మీ/సె²

సరైన సమాధానం E.

5.
పటాన్ని చూడండి! ఒక దిమ్మె మొదట నిశ్చలంగా ఉంది, తరువాత దానిని లాగారు వాలు తలానికి సమాంతరంగా ఉండే ఊర్ధ్వ బలం Fబ్లాక్ యొక్క ద్రవ్యరాశి 8 కిలోగ్రాములు, ఘర్షణ గుణకం µ_s = 0,5 మరియు θ = 45^oబ్లాక్ పైకి కదలాలంటే, F బలం తప్పనిసరిగా…

ఎ. 40 ఎన్
బి. 60 ఎన్
సి. 60√2 ఎన్
డి. 80 ఎన్
E. 80√2 N

చర్చ
ఇది తెలిసినది :
గుణకం స్థిర ఘర్షణ (µ_s) = 0,5
కోణం (θ) = 45^o
గురుత్వాకర్షణ వలన కలిగే త్వరణం (g) = 10 మీ/సె²
బ్లాక్ ద్రవ్యరాశి (m) = 8 కిలోగ్రాములు
బ్లాక్ బరువు (w) = mg = (8 kg)(10 m/s²) = 80 కిలోగ్రాములు మీ/సె² = 80 న్యూటన్
అడిగారు బ్లాక్ పైకి కదలడానికి అవసరమైన బలం F యొక్క పరిమాణం
జవాబ్ :

ఒకవేళ కుడి బ్లాక్ పైకి కదులుతుంది F ≥ w_x + f_s.
వాలుగా ఉన్న తలానికి సమాంతరంగా ఉండే గురుత్వాకర్షణ భాగం :
w_x = w sin θ = (80)(sin 45) = (80)(0,5√2) = 40√2
వాలు తలానికి లంబంగా ఉండే గురుత్వాకర్షణ భాగం :
w_y = w cos θ = (80)(cos 45) = (80)(0,5√2) = 40√2
సాధారణ బలం :
N = w_y = 40√2
స్థిర ఘర్షణ బలం :
f_s = µ_s N = (0,5)(40√2) = 20√2
బ్లాక్ పైకి కదలడానికి అవసరమైన బలం F యొక్క పరిమాణం :
F ≥ w_x + f_s
F ≥ 40√2 + 20√2
F ≥ 60√2 న్యూటన్
సరైన సమాధానం C.

6.
కింది చిత్రంలో చూపిన విధంగా 8 కిలోల ద్రవ్యరాశి గల ఒక దిమ్మెను గరుకైన ఏటవాలు తలంపై ఉంచారు. ఆ దిమ్మె కిందకు జారిపోకుండా నిరోధించడానికి అవసరమైన కనీస బాహ్య బలం… (sin 37^o = 0,6, cos 37^o = 0,8, g = 10 ms^-2, µ_k = 0,1)

ఎ. 6,4 ఎన్
బి. 4,6 ఎన్
సి. 48,5 ఎన్
డి. 54,4 ఎన్
E. 68,8 N

చర్చ
ఇది తెలిసినది :
బ్లాక్ ద్రవ్యరాశి (m) = 8 కిలోగ్రాములు
గురుత్వాకర్షణ వలన కలిగే త్వరణం (g) = 10 మీ/సె²
బ్లాక్ బరువు (w) = mg = (8)(10) = 80 న్యూటన్
పాపం 37^o = 0,6
కాస్ 37^o = 0,8
గతిజ ఘర్షణ గుణకం (µ_k) = 0,1
అడిగారు బ్లాక్ కిందకు జారిపోకుండా పట్టి ఉంచే కనీస బాహ్య బలం (F)
జవాబ్ :
బ్లాక్ క్రిందికి జారదు, ఒకవేళ F = w_x
వాలుగా ఉన్న తలానికి సమాంతరంగా ఉండే గురుత్వాకర్షణ భాగం :
w_x = w sin θ = (80)(sin 37) = (80)(0,6) = 48
f_k = µ_k N = (0,1)(64) = 6,4
బ్లాక్ క్రిందికి జారిపోకుండా ఉండటానికి అవసరమైన కనీస బలం F :
ఎఫ్ + ఎఫ్_k - w_x = 0
F = w_x - ఎఫ్_k = 48 – 6,4 = 41,6 న్యూటన్

7.
5,0 కిలోల ద్రవ్యరాశి గల ఒక వస్తువును, ఒక తాడు సహాయంతో గరుకైన ఏటవాలు తలంపైకి 71 N బలంతో లాగుతున్నారు (g = 10 m s).^-2, పాపం 37^o = 0,6, cos 37^o = 0,8). వస్తువు మరియు తలం మధ్య ఘర్షణ గుణకం 0,4 అయితే, వస్తువు అనుభవించే త్వరణం…
ఎ. 0,5 మిల్లీసెకన్లు^-2
బి. 2 మిల్లీసెకన్లు^-2
సి. 2,5 ఎంఎస్^-2
డి. 3 మిల్లీసెకన్లు^-2
E. 5 ms^-2
చర్చ
ఇది తెలిసినది :
వస్తువు ద్రవ్యరాశి (మీ) = 5 కిలోగ్రాములు
గురుత్వాకర్షణ వలన కలిగే త్వరణం (g) = 10 మీ/సె²
వస్తువు బరువు (w) = mg = (5)(10) = 50 న్యూటన్లు
బలం F = 71 న్యూటన్
పాపం 37^o = 0,6
కాస్ 37^o = 0,8
ఘర్షణ గుణకం = 0,4
అడిగారు : వస్తువు యొక్క త్వరణం (ఎ)
జవాబ్ :
ఫలిత బలం
మొదట వస్తువుపై పనిచేసే ఫలిత బలాన్ని లెక్కించండి.
వాలుగా ఉన్న తలానికి సమాంతరంగా ఉండే గురుత్వాకర్షణ భాగం :
w_x = w sin θ = (50)(sin 37) = (50)(0,6) = 30
వాలు తలానికి లంబంగా ఉండే గురుత్వాకర్షణ భాగం :
w_y = w cos θ = (50)(cos 37) = (50)(0,8) = 40
సాధారణ బలం :
N = w_y = 40
గతిజ ఘర్షణ బలం :
f_k = µ_k N = (0,4)(40) = 16
వాలుగా ఉన్న తలంపై పనిచేసే ఫలిత బలం:
∑F = F – w_x - ఎఫ్_k = 71 – 30 – 16 = 25 న్యూటన్లు
వస్తువు యొక్క త్వరణం
ఒక వస్తువు యొక్క త్వరణాన్ని న్యూటన్ రెండవ నియమ సూత్రాన్ని ఉపయోగించి లెక్కిస్తారు:
a = ∑F / m = 25 / 5 = 5 మీ/సె²
సరైన సమాధానం E.

8. పటాన్ని చూడండి! ఒక దిమ్మె మొదట నిశ్చలంగా ఉంది, తరువాత దానిని వాలు తలానికి సమాంతరంగా పైకి F బలంతో లాగారు. దిమ్మె ద్రవ్యరాశి 2 కిలోలు, స్థిర ఘర్షణ గుణకం = 0,3 మరియు కోణం = 45°.^oబ్లాక్ పైకి కదలాలంటే, బలం F తప్పనిసరిగా… g = 10 m/s²

చర్చ
ఇది తెలిసిన విషయమే:
m = 2 kg, g = 10 m/s², = 45^o, μ_s = 0,3
ప్రశ్న: బ్లాక్ కచ్చితంగా పైకి కదలాలంటే, F బలం ఎంత ఉండాలి?
సమాధానం :

సమాచారం: F = తన్యత బలం, w = గురుత్వాకర్షణ బలం, w_x = వాలు తలం యొక్క ఉపరితలానికి సమాంతరంగా ఉండే బ్లాక్ బరువు యొక్క భాగం, w_y = వాలు తలం యొక్క ఉపరితలానికి లంబంగా ఉండే బ్లాక్ బరువు యొక్క భాగం, N = అభిలంబ బలం, f_s = స్థిర ఘర్షణ బలం.

ప్రశ్నలో, స్థిర ఘర్షణ గుణకం తెలిసినందున, వాలుగా ఉన్న తలం యొక్క ఉపరితలం గరుకుగా ఉండటం వలన బ్లాక్ కదలికను నిరోధించే ఘర్షణ బలం ఉంటుంది.
బ్లాక్ పైకి కదలాలంటే, బలం F తప్పనిసరిగా w కి సమానంగా ఉండాలి._x + ఎఫ్_sF అనేది w కంటే ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు వస్తువు పైకి కదులుతుంది._x + ఎఫ్_s.

w = mg = (2)(10) = 20 న్యూటన్
w_x = w sin 45^o = (20)(½ √2) = 10√2 న్యూటన్లు
w_y = w cos 45^o = (20)(½√2) = 10√2 న్యూటన్లు
N = w_y = 10√2
f_s = μ_s N = (0,3)(10√2) = 3√2 న్యూటన్లు

తద్వారా బ్లాక్ పైకి కదులుతుంది:
F = w_x + ఎఫ్_s = 10√2 + 3√2 = 13√2 న్యూటన్లు
సరైన సమాధానం C.

9. కింది చిత్రంలో చూపిన విధంగా 2 కిలోల ద్రవ్యరాశి గల ఒక వస్తువును వాలు తలంపై ఉంచారు. బ్లాక్ మరియు వాలు తలం మధ్య స్థిర ఘర్షణ గుణకం 0,2√3 మరియు g అయితే = 10 మిల్లీసెకన్లు^-2అప్పుడు, వస్తువును కదిలించే ఫలిత బలం...

చర్చ
ఇది తెలిసిన విషయమే:
m = 2 kg, g = 10 m/s², = 30^o, μ_s = 0,2√3
అడిగినది: ఒక వస్తువును కదిలించే ఫలిత బలం ఏది?

సమాధానం :

ఘర్షణ ఎల్లప్పుడూ వస్తువు యొక్క కదలికను నిరోధిస్తుంది, అందువల్ల ఘర్షణ బలం యొక్క దిశ వస్తువు యొక్క చలన దిశకు వ్యతిరేకంగా చూపబడుతుంది. వస్తువు క్రిందికి కదులుతోందని భావిస్తే, ఘర్షణ బలం పైకి ఉన్నట్లు చూపబడుతుంది. వస్తువును పైకి లాగే బలం ఏదీ లేదు కాబట్టి, అది క్రిందికి కదులుతోందని భావించబడుతుంది.
w = mg = (2)(10) = 20 న్యూటన్
w_x = w sin 30^o = (20)( ½ ) = 10 న్యూటన్
w_y = w cos 30^o = (20)( ½ √3) = 10√3 న్యూటన్లు
N = w_y = 10√3 న్యూటన్
f_s = μ_s N = (0,2√3)(10√3) = (2)(3) = 6 న్యూటన్లు
ఒక వస్తువును కదిలించే ఫలిత బలం:
F = w_x - ఎఫ్_s = 10 – 6 = 4 న్యూటన్
w_x f కంటే ఎక్కువ_s కాబట్టి వస్తువు w దిశలో క్రిందికి కదులుతుంది_x.
సరైన సమాధానం A.

ప్రశ్న మూలం:

సీనియర్ హైస్కూల్/వొకేషనల్ హైస్కూల్ విద్యార్థుల కోసం జాతీయ భౌతికశాస్త్ర పరీక్ష ప్రశ్నలు