లిఫ్ట్ లేదా ఎలివేటర్ యొక్క సరళ చలనానికి న్యూటన్ నియమాలను వర్తింపజేయడానికి ఉదాహరణ

లిఫ్ట్ లేదా ఎలివేటర్ యొక్క సరళ చలనానికి న్యూటన్ నియమాలను వర్తింపజేయడంపై 4 ప్రశ్నల ఉదాహరణలు

1. 50 కిలోల ద్రవ్యరాశి గల ఒక వ్యక్తి లిఫ్టులో ఉన్నాడు. గురుత్వాకర్షణ వలన కలిగే త్వరణం = 10 మీ/సె.². కింది సందర్భాలలో ఎలివేటర్ ఫ్లోర్ వ్యక్తిపై ప్రయోగించే సాధారణ బలం యొక్క పరిమాణాన్ని కనుగొనండి:
(ఎ) నిశ్శబ్ద ఎలివేటర్
(బి) ఎలివేటర్ స్థిర వేగంతో క్రిందికి కదులుతుంది
(సి) ఎలివేటర్ 5 మీ/సె త్వరణంతో పైకి కదులుతుంది²
(డి) ఎలివేటర్ 5 మీ/సె త్వరణంతో క్రిందికి కదులుతుంది²
(ఇ) స్వేచ్ఛా పతనం ఎలివేటర్
చర్చ
ఇది తెలిసినది :
వ్యక్తి బరువు (మీ) = 50 కిలోలు
గురుత్వాకర్షణ వలన కలిగే త్వరణం (g) = 10 మీ/సె²
వ్యక్తి బరువు (w) = mg = (50)(10) = 500 న్యూటన్లు
జవాబ్ :
(ఎ) నిశ్శబ్ద ఎలివేటర్
ఎలివేటర్ నిశ్చలంగా ఉంది, త్వరణం లేదు (a = 0) 
పైకి పనిచేసే బలం ధనాత్మకం, కిందికి పనిచేసే బలం రుణాత్మకం.
(బి) ఎలివేటర్ స్థిర వేగంతో క్రిందికి కదులుతుంది
ఎలివేటర్ స్థిర వేగంతో కదులుతుంది, త్వరణం లేదు (a = 0)
పైకి పనిచేసే బలం ధనాత్మకం, కిందికి పనిచేసే బలం రుణాత్మకం.
(సి) ఎలివేటర్ 5 మీ/సె త్వరణంతో పైకి కదులుతుంది²
ఎలివేటర్ 5 మీ/సె త్వరణం (a) తో పైకి కదులుతుంది.²
లిఫ్ట్ కదలిక దిశలో ఉండే బలం ధనాత్మకం, కదలికకు వ్యతిరేక దిశలో ఉండే బలం రుణాత్మకం.
N – w = ma
N = w + ma
N = 500 + (50)(5)
N = 500 + 250
N = 750 న్యూటన్
అభిలంబ బలం (N) యొక్క పరిమాణం బరువు (w)కు సమానంగా ఉంటుంది, అందువల్ల ఎలివేటర్ పైకి కదులుతున్నప్పుడు, వ్యక్తి శరీరం బరువుగా అనిపిస్తుంది. మరో మాటలో చెప్పాలంటే, ఎలివేటర్ పైకి కదులుతున్నప్పుడు, వ్యక్తి యొక్క కనిపించే బరువు పెరుగుతుంది. ఒకవేళ ఆ వ్యక్తి త్రాసుపై నిలబడి ఉంటే, ఎలివేటర్ పైకి కదులుతున్నప్పుడు, ఆ త్రాసు వ్యక్తి యొక్క ద్రవ్యరాశి ఎక్కువగా ఉందని చూపిస్తుంది.
(డి) ఎలివేటర్ 5 మీ/సె త్వరణంతో క్రిందికి కదులుతుంది²
ఎలివేటర్ 5 మీ/సె త్వరణం (a) తో క్రిందికి కదులుతుంది.²
లిఫ్ట్ కదలిక దిశలో ఉండే బలం ధనాత్మకం, కదలికకు వ్యతిరేక దిశలో ఉండే బలం రుణాత్మకం.
w – N = ma
N = w – ma
N = 500 – (50)(5)
N = 500 – 250
N = 250 న్యూటన్
ఎలివేటర్ కిందకు వెళ్తున్న కొద్దీ, వ్యక్తి శరీరం తేలికగా అనిపిస్తుంది. మరో మాటలో చెప్పాలంటే, ఎలివేటర్ కిందకు వెళ్తున్న కొద్దీ, వ్యక్తి యొక్క కనిపించే బరువు పెరుగుతుంది. ఒకవేళ ఆ వ్యక్తి త్రాసుపై నిలబడి ఉంటే, ఎలివేటర్ కిందకు వెళ్తున్న కొద్దీ, ఆ త్రాసు తక్కువ ద్రవ్యరాశిని చూపిస్తుంది.
(ఇ) స్వేచ్ఛా పతనం ఎలివేటర్
స్వేచ్ఛా పతన ఎలివేటర్ అంటే ఎలివేటర్ క్రిందికి కదులుతుంది, ఇక్కడ ఎలివేటర్ యొక్క త్వరణం (a) = గురుత్వాకర్షణ త్వరణం (g). ఉదాహరణకు, g = 10 మీ/సె.² అప్పుడు a = 10 మీ/సె²
లిఫ్ట్ కదలిక దిశలో ఉండే బలం ధనాత్మకం, కదలికకు వ్యతిరేక దిశలో ఉండే బలం రుణాత్మకం.
w – N = ma
N = w – ma
N = 500 – (50)(10)
N = 500 – 500
N = 0
ఎలివేటర్ స్వేచ్ఛా పతనంలో ఉన్నప్పుడు, వ్యక్తి యొక్క దృశ్యమాన బరువు సున్నాగా ఉంటుంది. మరో మాటలో చెప్పాలంటే, ఆ వ్యక్తి తమను తాము బరువులేనివారిగా భావిస్తారు. ఒకవేళ ఆ వ్యక్తి త్రాసుపై నిలబడి ఉంటే, ఎలివేటర్ క్రిందికి కదులుతున్నప్పుడు, ఆ త్రాసు వారి ద్రవ్యరాశి సున్నా అని సూచిస్తుంది. ఈ పరిస్థితి గురుత్వాకర్షణ లేని ప్రదేశంలో ఉండటాన్ని పోలి ఉంటుంది.

2. 2000 కిలోల ద్రవ్యరాశి గల లిఫ్ట్ సపోర్ట్ కేబుల్‌పై పనిచేసే తన్యత బలం యొక్క పరిమాణాన్ని కనుగొనండి, ఒకవేళ:
(ఎ) నిశ్శబ్ద ఎలివేటర్
(బి) ఎలివేటర్ 5 మీ/సె త్వరణంతో క్రిందికి కదులుతుంది²
(సి) ఎలివేటర్ 5 మీ/సె త్వరణంతో పైకి కదులుతుంది²
(డి) స్వేచ్ఛా పతనం ఎలివేటర్
గురుత్వాకర్షణ త్వరణం (g) = 10 మీ/సె అని భావించండి²
చర్చ
ఇది తెలిసినది :
లిఫ్ట్ ద్రవ్యరాశి (మీ) = 2000 కిలోగ్రాములు
గురుత్వాకర్షణ వలన కలిగే త్వరణం (g) = 10 మీ/సె²
ఎత్తే బరువు (w) = mg = (2000)(10) = 20.000 న్యూటన్లు
జవాబ్ :
(ఎ) నిశ్శబ్ద ఎలివేటర్
ఎలివేటర్ నిశ్చలంగా ఉంది, త్వరణం లేదు (a = 0) 
పైకి పనిచేసే బలం ధనాత్మకం, కిందికి పనిచేసే బలం రుణాత్మకం.
లిఫ్ట్ నిశ్చలంగా ఉన్నప్పుడు, తాడుపై ఉండే తన్యత బలం (T) = లిఫ్ట్ బరువు (w) = 20.000 న్యూటన్లు
(బి) ఎలివేటర్ 5 మీ/సె త్వరణంతో క్రిందికి కదులుతుంది²
ఎలివేటర్ 5 మీ/సె త్వరణం (a) తో క్రిందికి కదులుతుంది.²
లిఫ్ట్ కదలిక దిశలో ఉండే బలం ధనాత్మకం, కదలికకు వ్యతిరేక దిశలో ఉండే బలం రుణాత్మకం.
w – T = ma
T = w – ma
T = 20.000 – (2000)(5)
T = 20.000 – 10.000
T = 10.000 న్యూటన్
ఎలివేటర్ నిశ్చలంగా ఉన్నప్పటితో పోలిస్తే, అది కిందికి కదులుతున్నప్పుడు తాడుపై ఉండే తన్యత బలం (T) తగ్గుతుంది.
(సి) ఎలివేటర్ 5 మీ/సె త్వరణంతో పైకి కదులుతుంది²
ఎలివేటర్ 5 మీ/సె త్వరణం (a) తో పైకి కదులుతుంది.²
లిఫ్ట్ కదలిక దిశలో ఉండే బలం ధనాత్మకం, కదలికకు వ్యతిరేక దిశలో ఉండే బలం రుణాత్మకం.
T – w = ma
T = w + ma
T = 20.000 + (2000)(5)
T = 20.000 + 10.000
T = 30.000 న్యూటన్
ఎలివేటర్ నిశ్చలంగా ఉన్నప్పటి కంటే, అది పైకి కదులుతున్నప్పుడు తాడుపై ఉండే తన్యత బలం (T) ఎక్కువగా ఉంటుంది.

(డి) స్వేచ్ఛా పతనం ఎలివేటర్
స్వేచ్ఛా పతన ఎలివేటర్ అంటే ఎలివేటర్ క్రిందికి కదులుతుంది, ఇక్కడ ఎలివేటర్ యొక్క త్వరణం (a) = గురుత్వాకర్షణ త్వరణం (g). ఉదాహరణకు, g = 10 మీ/సె.² అప్పుడు a = 10 మీ/సె²
లిఫ్ట్ కదలిక దిశలో ఉండే బలం ధనాత్మకం, కదలికకు వ్యతిరేక దిశలో ఉండే బలం రుణాత్మకం.
w – T = ma
T = w – ma
T = 20.000 – (2000)(10)
T = 20.000 – 20.000
టి = 0
ఒక ఎలివేటర్ స్వేచ్ఛా పతనంలో ఉన్నప్పుడు, తాడులోని తన్యత (T) సున్నా అవుతుంది. తాడులోని తన్యత ఎలివేటర్ బరువుకు సమానంగా ఉంటుంది కాబట్టి, తాడులోని తన్యత సున్నా అయినప్పుడు, ఎలివేటర్ బరువు కూడా సున్నాగా కనిపిస్తుంది. ఈ పరిస్థితి, ఒక వస్తువు గురుత్వాకర్షణ శూన్యంలో లేదా గురుత్వాకర్షణ బలం లేని అంతరిక్షంలో ఉన్నప్పుడు ఏర్పడే పరిస్థితిని పోలి ఉంటుంది.

[English : ఎలివేటర్‌లో న్యూటన్ గమన నియమాల అనువర్తనం]

3. 60 కిలోల ద్రవ్యరాశి గల ఒక వ్యక్తి 3 మీ/సె త్వరణంతో క్రిందికి కదులుతున్న ఎలివేటర్‌లో ఉన్నాడు.^-2భూమిపై గురుత్వాకర్షణ త్వరణం 10 మీ/సె అయితే^-2అయితే, ఎలివేటర్ ఫ్లోర్ ఆ వ్యక్తిపై ప్రయోగించే అభిలంబ బలం యొక్క పరిమాణం….

ఎ. 180 ఎన్
బి. 200 ఎన్
సి. 340 ఎన్
డి. 420 ఎన్
E. 600 N

చర్చ
ఇది తెలిసిన విషయమే:
ద్రవ్యరాశి (మీ) = 60 కిలోగ్రాములు
వ్యక్తి మరియు ఎలివేటర్ యొక్క త్వరణం (a) = 3 మీ/సె²
గురుత్వాకర్షణ వలన కలిగే త్వరణం (g) = 10 మీ/సె²

గురుత్వాకర్షణ (w) = mg = (60)(10) = 600 న్యూటన్లు
అడిగినది: అభిలంబ బలం (N)
సమాధానం :

లిఫ్టులో ఉన్న ఒక వ్యక్తిపై గురుత్వాకర్షణ (w) మరియు లిఫ్టు నేల ఆ వ్యక్తిపై ప్రయోగించే అభిలంబ బలం (N) అనే రెండు బలాలు పనిచేస్తాయి. గురుత్వాకర్షణ, అభిలంబ బలం మరియు లిఫ్టు త్వరణం అనే మూడు సదిశ రాశులు ఉన్నాయి, ఇక్కడ గురుత్వాకర్షణ క్రిందికి, అభిలంబ బలం పైకి మరియు లిఫ్టు త్వరణం క్రిందికి దిశానిర్దేశం చేయబడి ఉంటాయి. క్రిందికి దిశానిర్దేశం చేయబడిన సదిశ రాశికి ధనాత్మక గుర్తును మరియు పైకి దిశానిర్దేశం చేయబడిన సదిశ రాశికి రుణాత్మక గుర్తును తీసుకుంటారు.

∑F = ma
w – N = (60)(3)
600 – N = 180
N = 600 – 180
N = 420 న్యూటన్
సరైన సమాధానం D.

4. 40 కిలోల ద్రవ్యరాశి గల రెజా, పైకి కదులుతున్న ఒక ఎలివేటర్‌లో ఉన్నాడు. రెజా పాదాలపై ఎలివేటర్ ఫ్లోర్ యొక్క బలం 520 N మరియు గురుత్వాకర్షణ వలన కలిగే త్వరణం 10 m/s² అయితే^-2అయితే, ఎలివేటర్ యొక్క త్వరణం….

ఎ. 1,0 మిల్లీసెకన్లు^-2
బి. 1,5 మిల్లీసెకన్లు^-2
సి. 2,0 ఎంఎస్^-2
డి. 2,5 మిల్లీసెకన్లు^-2
E. 3,0 ms^-2

చర్చ
ఇది తెలిసిన విషయమే:
ద్రవ్యరాశి (మీ) = 40 కిలోగ్రాములు
అభిలంబ బలం (N) = 520 N
గురుత్వాకర్షణ వలన కలిగే త్వరణం (g) = 10 మీ/సె²

గురుత్వాకర్షణ బలం (w) = mg = (40)(10) = 400 N
అడిగినది: ఎలివేటర్ యొక్క త్వరణం
సమాధానం :
∑F = ma
400 – 520 = (40)(ఎ)
-120 = (40)(ఎ)
a = -120/40
a = -3 మీ/సె²
ఎలివేటర్ యొక్క త్వరణం 3 మీ/సె²మైనస్ గుర్తు అంటే ఎలివేటర్ పైకి వెళ్తోందని అర్థం.
సరైన సమాధానం E.

ప్రశ్న మూలం:

సీనియర్ హైస్కూల్/వొకేషనల్ హైస్కూల్ విద్యార్థుల కోసం జాతీయ భౌతికశాస్త్ర పరీక్ష ప్రశ్నలు