ตัวอย่างคำถามเกี่ยวกับกฎของนิวตัน

20 ตัวอย่างของกฎของนิวตัน

กฎข้อแรกของนิวตัน

1. ถ้าแรงลัพธ์ที่กระทำต่อวัตถุมีค่าเท่ากับศูนย์แล้ว...

(1) วัตถุจะไม่เร่งความเร็ว

(2) วัตถุจะอยู่ในสภาพหยุดนิ่งเสมอ

(3) การเปลี่ยนแปลงความเร็วของวัตถุเป็นศูนย์

(4) เป็นไปไม่ได้ที่วัตถุจะเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงด้วยความเร็วคงที่

ความจริงก็คือ…

ก. (1), (2) และ (3)

B. (1) และ (3) เท่านั้น

C. (2) และ (4) เท่านั้น

ง. (4) เท่านั้น

E. (1), (2), (3) และ (4)

การอภิปราย

คำตอบที่ถูกต้องคือ:

(1) วัตถุจะไม่เร่งความเร็ว

แรงลัพธ์ทำให้วัตถุเกิดการเร่งความเร็ว หากแรงลัพธ์เป็นศูนย์ วัตถุจะไม่เร่งความเร็ว

(2) วัตถุต่างๆ จะหยุดนิ่งอยู่เสมอ

กฎข้อที่หนึ่งของนิวตันกล่าวว่า ถ้าแรงลัพธ์ที่กระทำต่อวัตถุเป็นศูนย์วัตถุที่อยู่นิ่งจะยังคงอยู่นิ่งและวัตถุที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ (การเคลื่อนที่เชิงเส้นสม่ำเสมอ) จะยังคงเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ต่อไป

(3) การเปลี่ยนแปลงความเร็วของวัตถุเป็นศูนย์

การเปลี่ยนแปลงความเร็ว = ความเร่ง ถ้าการเปลี่ยนแปลงความเร็วของวัตถุเป็นศูนย์ ความเร่งของวัตถุก็จะเป็นศูนย์เช่นกัน ดังนั้น แรงลัพธ์ที่กระทำต่อวัตถุก็จะเป็นศูนย์ด้วย

คำตอบที่ถูกต้องคือ A.

สิ่งของในลิฟต์

2. เมื่อแซนดี้อยู่ในลิฟต์ที่หยุดนิ่ง น้ำหนักของเขาคือ 500 นิวตัน ความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วงเท่ากับ 10 ms⁻² ^{เมื่อ}ลิฟต์เร่งความเร็ว แรงตึงในเชือกจะกลายเป็น 750 นิวตัน ดังนั้น ความเร่งของลิฟต์คือ…

ก. 5,0 มิลลิวินาที^–2

B. 7,5 มิลลิวินาที^–2

C. 10,0 ms ^–2

ง. 12,5 ม. ^–2

E. 15,0 ms ^–2

การอภิปราย

เป็นที่ทราบกันว่า:

น้ำหนักรหัส (w) = 500 นิวตัน = 500 กก. ม. ^² (ลิฟต์หยุดนิ่ง)

ความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วง (g) = 10 m s ^–2

มวลของรหัสผ่าน (ม.) = 500 / 10 = 50 กก.

แรงดึงเชือก (T) = 750 นิวตัน (ลิฟต์เร่งความเร็ว)

ไม่พิจารณามวลของลิฟต์

คำถาม:อัตราเร่งของลิฟต์

คำตอบ :

ลิฟต์หยุดนิ่ง ไม่มีอัตราเร่ง (a = 0) แรงขึ้นเป็นบวก แรงลงเป็นลบ

ΣF = ma

T – w = 0

ที = ว

T = 500 นิวตัน

ถ้าลิฟต์เคลื่อนที่ลงด้วยความเร่ง แรงดึงในเชือกจะน้อยกว่า 500 นิวตัน ในทางกลับกัน ถ้าลิฟต์เคลื่อนที่ขึ้นด้วยความเร่ง แรงดึงในเชือกจะมากกว่า 500 นิวตัน

แรงตึงในเชือกมีค่า 750 นิวตัน ทำให้ลิฟต์เร่งความเร็วขึ้นไปด้านบน แรงที่อยู่ในทิศทางเดียวกับการเคลื่อนที่ของลิฟต์จะมีค่าเป็นบวก และแรงที่อยู่ในทิศทางตรงกันข้ามจะมีค่าเป็นลบ

T – w = ma

750 – 500 = 50 ก.

250 = 50 ก.

a = 250 / 50

a = 5,0 ms ^–2

คำตอบที่ถูกต้องคือ A.

3. บุคคลหนึ่งมีมวล 60 กิโลกรัม อยู่ในลิฟต์ที่กำลังเคลื่อนที่ลงด้วยความเร่ง 3 ms⁻² ^ถ้าความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วงคือ 10 ms⁻² ^แล้วขนาดของแรงปฏิกิริยาตั้งฉากที่พื้นลิฟต์กระทำต่อบุคคลนั้นคือ...

ก. 180 เอ็น

บี. 200 เอ็น

ซี. 340 เอ็น

ง. 420 เอ็น

ตะวันออก 600 เหนือ

การอภิปราย

เป็นที่ทราบกันว่า:

มวล (ม.) = 60 กก.

ความเร่งของบุคคลและลิฟต์ (a) = 3 m/ ^s²

ความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วง (g) = 10 m/ ^s²

แรงโน้มถ่วง (w) = mg = (60)(10) = 600 นิวตัน

ถาม:แรงปฏิกิริยาตั้งฉาก (N)

คำตอบ :

ในลิฟต์มีแรงสองแรงกระทำต่อบุคคล ได้แก่ แรงโน้มถ่วง (w) และแรงปฏิกิริยาตั้งฉากที่พื้นลิฟต์กระทำต่อบุคคล (N) มีปริมาณเวกเตอร์สามปริมาณ ได้แก่ แรงโน้มถ่วง แรงปฏิกิริยาตั้งฉาก และความเร่งของลิฟต์ โดยที่แรงโน้มถ่วงมีทิศทางลง แรงปฏิกิริยาตั้งฉากมีทิศทางขึ้น และความเร่งของลิฟต์มีทิศทางลง ปริมาณเวกเตอร์ที่มีทิศทางลงจะมีเครื่องหมายเป็นบวก และปริมาณเวกเตอร์ที่มีทิศทางขึ้นจะมีเครื่องหมายเป็นลบ

∑ F = ma

w – N = (60)(3)

600 – N = 180

N = 600 – 180

เอ็น = 420 นิวตัน

คำตอบที่ถูกต้องคือ D.

4. เรซา มีมวล 40 กิโลกรัม อยู่ในลิฟต์ที่กำลังเคลื่อนที่ขึ้น ถ้าแรงที่พื้นลิฟต์กระทำต่อเท้าของเรซาคือ 520 นิวตัน และความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วงคือ 10 ms⁻² ^แล้วความเร่งของลิฟต์คือ...

ก. 1,0 มิลลิวินาที^-2

B. 1,5 มิลลิวินาที^-2

C. 2,0 ms ^-2

ง. 2,5 ม. ^-2

E. 3,0 ms ^-2

การอภิปราย

เป็นที่ทราบกันว่า:

มวล (ม.) = 40 กก.

แรงปฏิกิริยาตั้งฉาก (N) = 520 N

ความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วง (g) = 10 m/ ^s²

แรงโน้มถ่วง (w) = mg = (40)(10) = 400 N

คำถาม:อัตราเร่งของลิฟต์

คำตอบ :

∑ F = ma

400 – 520 = (40)(a)

-120 = (40)(a)

a = -120/40

a = -3 ม./วินาที^²

ความเร่งของลิฟต์คือ 3 m/s² ^{เครื่องหมาย}ลบหมายความว่าลิฟต์กำลังเคลื่อนที่ขึ้น

คำตอบที่ถูกต้องคือ E.

5. บุคคลหนึ่งมีมวล 60 กิโลกรัม อยู่ในลิฟต์ที่กำลังเคลื่อนที่ลงด้วยความเร่ง 3 ms⁻² ^เท้าของบุคคลทั้งสองออกแรงกดบนพื้นลิฟต์เท่าใด

การอภิปราย

เป็นที่ทราบกันว่า:

มวลของบุคคล (เมตร) = 60 กิโลกรัม

น้ำหนักของบุคคล (w) = mg = (60 kg)(10 m/s² ⁾ = 600 kg m/s² = 600 นิว^ตัน

ความเร่งของลิฟต์ (a) = 3 m/s² ^ลงด้านล่าง

คำถาม:เท้าของคนเราออกแรงกดบนพื้นลิฟต์มากแค่ไหน?

คำตอบ :

ลิฟต์เคลื่อนที่ลงด้วยความเร่ง (a) เท่ากับ 3 m/s² ^แรงในทิศทางเดียวกับการเคลื่อนที่ของลิฟต์มีค่าเป็นบวก แรงในทิศทางตรงข้ามกับการเคลื่อนที่ของลิฟต์มีค่าเป็นลบ

w – N = ma

N = w – ma

N = 600 – (60)(3)

N = 600 – 180

เอ็น = 420 นิวตัน

นี่คือแรงปฏิกิริยาตั้งฉากที่พื้นลิฟต์กระทำต่อบุคคล บุคคลนั้นอยู่นิ่งในลิฟต์ ดังนั้นขนาดของแรงปฏิกิริยาตั้งฉากจึงเท่ากับน้ำหนักที่ปรากฏของบุคคลนั้น น้ำหนักที่ปรากฏเท่ากับแรงกดของเท้าของบุคคลนั้นบนพื้น

ระบบรอกเชือก

6. วัตถุสองชิ้น A และ B แต่ละชิ้นมีมวล 6 กิโลกรัมและ 2 กิโลกรัม ตามลำดับ ถูกผูกด้วยเชือกผ่านรอกดังแสดงในรูปถ้าไม่คิดแรงเสียดทานระหว่างเชือกกับรอก และ g = 10 ms⁻² ^แล้วแรงตึงในเชือกคือ...

ก. 20 เอ็น

บี. 24 เอ็น

ซี. 27 เอ็น

ง. 30 เอ็น

ตะวันออก 50 เหนือ

การอภิปราย

เป็นที่ทราบกันว่า:

m _A = 6 กก., m _B = 2 กก., g = 10 เมตรต่อวินาที²

w _A = m _A g = (6 kg)(10 m/ ^s² ) = 60 kg m/ ^s²

w _B = m _B g = (2 kg)(10 m/ ^s² ) = 20 kg m/ ^s²

คำถาม: แรงดึงของเชือก (T) มีค่าเท่าใด?

คำตอบ :

เนื่องจาก w _A > w _Bดังนั้นระบบจึงเคลื่อนที่ทวนเข็มนาฬิกา (m _Aเคลื่อนที่ลง, m _Bเคลื่อนที่ขึ้น)

การเร่งความเร็ว

ΣF = ma

w _A – w _B = (m _A + m _B ) a

60 – 20 = (6 + 2) ก

40 = (8) ก

a = 40 / 8 = 5 ม./วินาที^²

แรงดึงของเชือก 

m _Aเคลื่อนลง

w _A – T _A = m _A a

60 – T _A = (6)(5)

60 – TA ₌ 30

TA = 60 – ₃₀

T ₂ = 30 นิวตัน

m _Bเคลื่อนขึ้น

T _B – w _B = m _B a

T _B – 20 = (2)(5)

ที_บี – 20 = 10

ที_บี = 10 + 20

T ₁ = 30 นิวตัน

แรงตึงของสาย (T) = 30 นิวตัน

คำตอบที่ถูกต้องคือ D.

7. ดูรูปด้านข้าง! ไม่คิดถึงแรงเสียดทานระหว่างเชือกและรอก ถ้ามวล A = 5 กิโลกรัม, g = 10 m/s² ^และ A เคลื่อนที่ลงด้วยความเร่ง 2,5 m/s² ^แล้วมวลของ B คือเท่าใด?

ก. 0,5 กก.

ข. 1 กก.

C. 1,5 กก.

ง. 2 กก.

E. 3 กก.

การอภิปราย

เป็นที่ทราบกันว่า:

มวล A (m _A ) = 5 กก.

ความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วง (g) = 10 m/ ^s²

ความเร่ง A หรือความเร่งของระบบ (a) = 2,5 m/ ^s²

น้ำหนัก A (w _A ) = (m _A )(g) = (5)(10) = 50 นิวตัน

คำถาม: มวลของ B (m _B ) คือเท่าไร?

คำตอบ :

บล็อก A เคลื่อนที่ลงด้านล่าง ดังนั้นน้ำหนักของ A (w _A ) จึงมากกว่าน้ำหนักของ B (w _B )

ใช้กฎข้อที่สองของนิวตัน:

ΣF = ma

w _A – w _B = (m _A + m _B ) a

50 – (m _B )(10) = (5 + m _B ) (2,5)

50 – 10 ม. _B = 12,5 + 2,5 ม. _B

50 – 12,5 = 2,5 ม. _B + 10 ม. _B

37,5 = 12,5 ม. _บี

ม. _B = 3 กก.

คำตอบที่ถูกต้องคือ E.

8. วัตถุสองชิ้นที่มีมวล 2 กิโลกรัมและ 3 กิโลกรัม ผูกติดกันด้วยเชือก แล้วนำไปติดกับรอกซึ่งไม่คำนึงถึงมวลของรอก ดังแสดงในภาพ

ถ้าขนาดของความเร่งโน้มถ่วงเท่ากับ 10 ms⁻² ^แรงตึงของเชือกที่ระบบได้รับคือ...

ก. 20 เอ็น

บี. 24 เอ็น

ซี. 27 เอ็น

ง. 30 เอ็น

ตะวันออก 50 เหนือ

การอภิปราย

เป็นที่ทราบกันว่า:

m ₁ = 2 กก., m ₂ = 3 กก., g = 10 ม./วินาที^²

w ₁ = (m ₁ )(g) = (2 kg)(10 m/s ² ) = 20 kg m/s ²หรือ 20 นิวตัน

w ₂ = (m ₂ )(g) = (3 kg)(10 m/s ² ) = 30 kg m/s ²หรือ 30 นิวตัน

คำถาม: แรงดึงของเชือก (T) มีค่าเท่าใด?

คำตอบ :

เนื่องจาก w ₂ > w ₁ดังนั้นระบบจึงเคลื่อนที่ตามเข็มนาฬิกา (m ₂เคลื่อนที่ลง, m ₁เคลื่อนที่ขึ้น)

การเร่งความเร็ว

ΣF = ma

w ₂ – w ₁ = (m ₁ + m ₂ ) a

30 – 20 = (2 + 3 ) a

10 = (5) ก

a = 10 / 5 = 2 m/ ^s²

แรงดึงของเชือก 

m ₂เคลื่อนลง

w ₂ – T ₂ = m ₂ a

30 – T ₂ = (3)(2)

30 – T ₂ = 6

T ₂ = 30 – 6

T ₂ = 24 นิวตัน

m ₁เคลื่อนขึ้น

T ₁ – w ₁ = m ₁ a

T ₁ – 20 = (2)(2)

T ₁ – 20 = 4

T ₁ = 20 + 4

T ₁ = 24 นิวตัน

แรงตึงของสาย (T) = 24 นิวตัน

คำตอบที่ถูกต้องคือ B.

9. บล็อกสองก้อนเชื่อมต่อกันด้วยรอกเรียบ และไม่คิดถึงมวลของรอก ดังแสดงในรูป มวล A = m _A , มวล B = m _B และบล็อก B ตกลงมาด้วยความเร่ง a ถ้าความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วงคือ g แล้วขนาดของแรงตึงเชือกที่เกิดขึ้นในบล็อก B คือ…

A. T = m_B.a

B. T = m _A (a – g)

C. T = m _A (g – a)

D. T = m _B (a – g)

E. T = m _B (g – a)

การอภิปราย

พื้นผิวเรียบนั้นไม่มีแรงเสียดทานใดๆ ที่จะขัดขวางการเคลื่อนที่ของบล็อก A แรงที่ทำให้ระบบบล็อกเคลื่อนที่คือ น้ำหนักของบล็อก B

คำนวณความเร่งของระบบ:

คำนวณแรงดึงของเชือก (T):

ลองพิจารณาการเคลื่อนที่ของวัตถุชิ้นหนึ่ง เช่น วัตถุ A เคลื่อนที่ไปทางขวา

แทนที่ m _A ในสมการที่ 1ด้วย m _A ใน สมการ ที่2

คำตอบที่ถูกต้องคือ E.

10. วัตถุที่มีมวล 10 กิโลกรัมวางอยู่บนพื้นผิวขรุขระและถูกดึงด้วยแรงในแนวนอน F ถ้าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตคือ μ_s = 0,5 และสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานจลน์ μ_k = 0,3 จงหาขนาดของแรงเสียดทานเมื่อบล็อกกำลังจะเริ่มเคลื่อนที่ (g = 10 m/s²)²)
การอภิปราย
วัตถุจะเคลื่อนที่ได้ก็ต่อเมื่อขนาดของแรงดึงเท่ากับขนาดของแรงเสียดทานสถิตสูงสุด แรงเสียดทานสถิตจะกระทำต่อวัตถุ (ยับยั้งการเคลื่อนที่ของวัตถุ) เมื่อวัตถุถูกดึงแต่ยังไม่เคลื่อนที่ แรงเสียดทานสถิตจะมีค่าสูงสุดเมื่อวัตถุใกล้จะเคลื่อนที่ (วัตถุยังไม่เคลื่อนที่ หรือกำลังจะเคลื่อนที่) ในทางกลับกัน แรงเสียดทานจลน์จะกระทำต่อวัตถุ (ยับยั้งการเคลื่อนที่ของวัตถุ) เมื่อวัตถุเคลื่อนที่อยู่แล้ว
เป็นที่ทราบกันว่า:
คำถาม: แรงเสียดทานสถิตสูงสุด (f)_s)?
คำตอบ :
ถ้าวัตถุวางอยู่บนระนาบแบนดังในภาพ ขนาดของแรงปฏิกิริยาตั้งฉากจะเท่ากับน้ำหนักของวัตถุ
แรงปฏิกิริยาตั้งฉาก (N) = แรงโน้มถ่วง (w) = 100 นิวตัน
สูตรคำนวณแรงเสียดทานสถิตสูงสุด:
ไม่ได้ใช้ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานจลน์ในการคำนวณ

11. บล็อกสองก้อนเชื่อมต่อกันด้วยเชือกเบาที่ถูกดึงด้วยแรงในแนวนอน F = 20 N (ดูรูป) ถ้า g = 10 ms⁻¹^-2 และสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานจลน์ระหว่างบล็อกกับพื้นผิวคือ 0,1 จงหาขนาดของความเร่งของบล็อก...
การอภิปราย
เป็นที่ทราบกันว่า:
คำถาม: ความเร่ง (a) ของบล็อก?
คำตอบ :
12. บล็อก A มีมวล 2 กิโลกรัม และบล็อก B มีมวล 4 กิโลกรัม วางเรียงกันดังแสดงในรูป ถ้าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานของพื้นเป็น 3 เท่าของสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานของบล็อก B บล็อก A จะเคลื่อนที่ด้วยความเร่ง 5 เมตร/วินาที²^-2ดังนั้น อัตราส่วนของแรงเสียดทานระหว่างบล็อก A กับพื้น ต่อแรงเสียดทานระหว่างบล็อก A กับบล็อก B คือ… g = 10 m/s²²
การอภิปราย
เป็นที่ทราบกันว่า:
ถาม:
การเปรียบเทียบแรงเสียดทานระหว่างบล็อก A กับพื้น (f)_{s A}) ด้วยแรงเสียดทานของบล็อก A และ B (f_{s B})?
คำตอบ :

13. ดูรูปด้านข้างสิ! มวลของแต่ละก้อนคือ m₁ = 2 กก. และ ม.₂ = 3 กิโลกรัม และไม่คิดถึงมวลของรอก ถ้าพื้นผิวของระนาบเรียบและ g = 10 ms⁻²^-2ดังนั้น ความเร่งของระบบคือ ….
ก. 0,5 มิลลิวินาที^-2
ข. 2,0 มิลลิวินาที^-2
ค. 2,5 มิลลิวินาที^-2
ง. 4,0 มิลลิวินาที^-2
E. 6,0 มิลลิวินาที^-2
การอภิปราย
เป็นที่ทราบกันว่า:
m₁ = 2 กก. ม.₂ = 3 กก., g = 10 ม.^-2
w₂ = ม₂ g = (3)(10) = 30 กก. ม./วินาที² หรือ 30 นิวตัน
คำถาม: อัตราเร่งของระบบ (a)?
คำตอบ :
14. วัตถุที่มีมวล m ต่อด้วยเชือกที่ลอดผ่านรอกเรียบ ดังแสดงในภาพ ถ้า m₁ = 2 กก. ม.₂ = 3 กก. และ g = 10 ม.^-2ดังนั้นขนาดของแรงดึงของเชือก T คือ…
ก. 10,2 เอ็น
บี. 13,3 เอ็น
ซี. 15,5 เอ็น
ง. 18,3 เอ็น
ตะวันออก 24,0 เหนือ
การอภิปราย
เป็นที่ทราบกันว่า:
m₁ = 2 กก. ม.₂ = 3 กก., g = 10 ม.^-2
w₁ = (2)(10) = 20 นิวตัน
w₂ = (3)(10) = 30 นิวตัน
คำถาม: แรงดึงที่กระทำต่อเชือก (T) มีขนาดเท่าใด?
คำตอบ :
w₂ = 30 นิวตัน มากกว่า w₁ = 20 นิวตัน ดังนั้น m₂ เลื่อนลง, m₁ เลื่อนตำแหน่งขึ้น
สูตรกฎข้อที่สองของนิวตัน:
แรงดึงของเชือกคือเท่าไร?
ตามทิศทางการเคลื่อนที่ของระบบหรือทิศทางความเร่งของระบบ ทิศทางของแรงโน้มถ่วง m ก็จะเปลี่ยนไป₂ ลงล่าง ทิศทางของแรงดึงเชือกบน m₂ ขึ้นด้านบน :
w₂ - ท₂ = ม₂ a
30 – ต₂ = (3)(2)
30 – ต₂ = 6
T₂ = 30 - 6
T₂ = 24 นิวตัน
ทิศทางของแรงโน้มถ่วง m₁ ลงล่าง ทิศทางของแรงดึงเชือกบน m₁ ขึ้นด้านบน :
T₁ - ว₁ = (ม.₁) (ก)
T₁ – 20 = (2)(2)
T₁ - 20 = 4
T₁ = 4 + 20
T₁ = 24 นิวตัน
แรงดึงเชือก (T) = T₁ = ท₂ = 24 นิวตัน

15. ก้อนสองก้อน แต่ละก้อนมีมวล 4 กิโลกรัม เชื่อมต่อกันด้วยเชือกและรอก ดังแสดงในรูป พื้นผิวและรอกเรียบ ถ้าดึงก้อน B ด้วยแรงในแนวนอน 50 นิวตัน ความเร่งของก้อน B คือ… (g = 10 m/s²)²)
ก. 1,25 ม./วินาที²
B. 7,5 ม./วินาที²
C. 10 ม./วินาที²
ง. 12,5 ม./วินาที²
E. 15 ม./วินาที²
การอภิปราย
เป็นที่ทราบกันว่า:
m_A = 4 กก. ม._B = 4 กก., g = 10 ม./วินาที²
w_A = (ม._A)(g) = 4)(10) = 40 นิวตัน
F = 50 นิวตัน
ถาม: การเร่งความเร็วของระบบ?
คำตอบ :
สูตรกฎข้อที่สองของนิวตัน:
ความเร่งของบล็อกทั้งสองคือ 1,25 เมตร/วินาที²²ทิศทางการเคลื่อนที่ของบล็อกทั้งสองเท่ากับทิศทางของแรงดึง F

16. ดูรูปด้านข้างสิ! มวลของบล็อกคือ m ₁ = 6 กิโลกรัม และ m ₂ = 4 กิโลกรัม โดยไม่คิดถึงมวลของรอก ถ้าพื้นผิวของระนาบเรียบและ g = 10 m s ⁻²แล้วความเร่งของระบบคือ….

ก. 0,5 มิลลิวินาที^-2
ข. 2,0 มิลลิวินาที^-2
ค. 2,5 มิลลิวินาที^-2
ง. 4,0 มิลลิวินาที^-2
E. 5,0 มิลลิวินาที^-2

การอภิปราย
เป็นที่ทราบกันว่า:
m₁ = 6 กก. ม.₂ = 4 กก., g = 10 ม./วินาที²
w₁ = ม₁ g = (6 กก.)(10 ม/วินาที)²) = 60 กก. ม./วินาที² หรือ 60 นิวตัน
w₂ = ม₂ g = (4 กก.)(10 ม/วินาที)²) = 40 กก. ม./วินาที² หรือ 40 นิวตัน
ถาม: อัตราเร่งของระบบ (a)?
คำตอบ :

m₁อยู่บนพื้นผิวเรียบและแบนโดยไม่มีแรงเสียดทาน เพื่อให้ระบบถูกขับเคลื่อนโดย แรงโน้มถ่วง บล็อก 2.
นำมาใช้ กฎข้อที่สองของนิวตัน :
∑F = ma
w₂ = (ม.₁ + ม₂)
40 N = (6 กก. + 4 กก.) a
40 N = (10 kg) a
a = 40 N / 10 kg
a = 4 ม./วินาที²
คำตอบที่ถูกต้องคือ D.

17. ก้อนสองก้อน แต่ละก้อนมีมวล 2 กิโลกรัม เชื่อมต่อกันด้วยเชือกและรอก ดังแสดงในรูป พื้นผิวและรอกเรียบ ถ้าดึงก้อน B ด้วยแรงในแนวนอน 40 นิวตัน ความเร่งของก้อน B คือ… (g = 10 m/ ^s² )

ก. 5 ม./วินาที²
B. 7,5 ม./วินาที²
C. 10 ม./วินาที²
ง. 12,5 ม./วินาที²
E. 15 ม./วินาที²

การอภิปราย :
เป็นที่ทราบกันว่า:
m_A = ม_B = 2 กก., g = 10 ม./วินาที², F = 40 N
w_A = มก. = (2)(10) = 20 N
คำถาม: ความเร่งของบล็อก (a)?
คำตอบ :
พื้นผิวของบล็อกเรียบ ดังนั้นแรงที่ส่งผลต่อการเคลื่อนที่ของบล็อกจึงมีเพียงเล็กน้อย แรง F และน้ำหนักของบล็อก A
ใช้กฎข้อที่สองของนิวตัน:
∑F = ma
เอฟ – ดับเบิลยู_A = (ม._A + ม_B)
40 – 20 = (2 + 2) ก
20 = (4) ก
a = 20 / 4
a = 5 ม./วินาที²
คำตอบที่ถูกต้องคือ A.

ระนาบเอียง

18. วัตถุที่มีมวล 2 กิโลกรัมวางอยู่บนพื้นเอียงเรียบ โดยมีมุมเอียงเท่ากับ 30 องศา^oเพื่อให้บล็อกเคลื่อนที่ด้วยความเร่งคงที่ ถ้า g = 10 ms⁻¹^-2ดังนั้นขนาดของแรงที่เคลื่อนบล็อกนั้นคือ...
ก. 5 เอ็น
บี. 6 เอ็น
ซี. 7 เอ็น
ง. 8 เอ็น
ตะวันออก 10 เหนือ
การอภิปราย
เป็นที่ทราบกันว่า:
m = 2 กก., g = 10 ม./วินาที², เธต้า = 30^o
w = mg = (2)(10) = 20 kg m/s² = 20 น
คำถาม: แรงอะไรที่ทำให้บล็อกเคลื่อนที่?
คำตอบ :

แรงที่เคลื่อนบล็อกคือ w_x.
w_x = w sin teta
w_x = (20 N)(sin 30^o)
w_x = (20 N)(0,5)
w_x = 10 น.
แรงที่ทำให้บล็อกเคลื่อนที่คือ 10 นิวตัน
คำตอบที่ถูกต้องคือ E.

19. วัตถุสองชิ้นเชื่อมต่อกันด้วยเชือกเบาที่ถูกดึงด้วยแรงในแนวนอน F = 24 N. g = 10 ms⁻¹^-2 และพื้นผิวพื้นลื่น ขนาดของความเร่งของบล็อกโดยใช้กฎข้อที่สองของนิวตันสำหรับแต่ละวัตถุคือ...
การอภิปราย
เป็นที่ทราบกันว่า:
m₁ = 2 กก. ม.₂ = 4 กก., F = 24 นิวตัน
คำถาม: ความเร่งของบล็อก (a) คือเท่าไร?
คำตอบ :
ขนาดของความเร่งของบล็อกคือ 4 เมตร/วินาที²².

20. เมื่ออยู่ในลิฟต์ที่หยุดนิ่ง น้ำหนักของแซนดี้คือ 500 นิวตัน ความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วง = 10 ms²^-2เมื่อลิฟต์เร่งความเร็ว แรงตึงในเชือกจะกลายเป็น 750 นิวตัน ดังนั้น ความเร่งของลิฟต์คือ...
ก. 5,0 มิลลิวินาที^-2
ข. 7,5 มิลลิวินาที^-2
ค. 10,0 มิลลิวินาที^-2
ง. 12,5 มิลลิวินาที^-2
E. 15,0 มิลลิวินาที^-2
การอภิปราย
เป็นที่ทราบกันว่า:
w = 500 N, g = 10 m/s²T = 750 N
คำถาม: ความเร่งของลิฟต์ (a)?
คำตอบ :
รหัสผ่านสำหรับกลุ่ม:
w = มก.
500 = ม. (10)
ม = 500/10
ม. = 50 กก.
ไม่ทราบมวลของลิฟต์ ดังนั้นมวลรวมของลิฟต์และสิ่งของภายในจึงเท่ากับมวลของรหัส
ตามกฎข้อแรกของนิวตัน ถ้าลิฟต์อยู่นิ่ง แรงลัพธ์จะมีค่าเท่ากับ 0
แรงดึงของเชือก (T) เมื่อลิฟต์หยุดนิ่ง = 500 นิวตัน
เมื่อลิฟต์เร่งความเร็ว แรงดึงของเชือก (T) จะมีค่าเป็น 750 N หรือเพิ่มขึ้น 250 N

ความเร่งของลิฟต์คือ 5 เมตร/วินาที²² และทิศทางของความเร่ง = ทิศทางการเคลื่อนที่ของลิฟต์คือขึ้นด้านบน

ที่มาของคำถาม:

ข้อสอบวิชาฟิสิกส์ระดับชาติ สำหรับนักเรียนมัธยมปลาย/อาชีวศึกษา