1. Людина знаходиться в ліфті, який рухається вгору зі швидкістю постійна швидкість, вага людини становить 800 Н. Трос ліфта одразу ж обривається, тому ліфт падає. Визначте нормальна сила діяв поверх ліфта до людини безпосередньо до та після обриву троса ліфта.
A. 800 Н та 0
B. 800 Н та 800 Н
Близько 1600 N та 0
D. 1600 Н та 800 Н
Відомо:
Weight (w) = 800 Newton
Бажано: Нормальна сила (Н)
Рішення:
Before the elevator’s rope broke
When the person stands on the floor of the elevator, weight acts on the person where the direction of the person is downward. That person at rest so that there must a normal force acts on the person, where the direction of the normal force is upward and the magnitude of the normal force same as the magnitude of the weight.
Because the person is at rest in the elevator and the elevator moves at a constant speed (no прискорення), so there is no net force to act on the person.
∑F = 0
N – w = 0
N = w
N = 800 Ньютонів
After the elevator’s rope broke
After the elevator’s rope broke, the elevator and the person вільне падіння together, where the magnitude and the direction of their acceleration same as acceleration due to gravity. There is no normal force on the person.
Правильна відповідь - А.
2. A block with a mass of 20 gram moves at a constant velocity on a rough horizontal floor at a constant velocity if there is an external force of 2 N acts on the block. Determine the magnitude of the сила тертя experienced by the block.
А. 0.3 Н
B. 1.4 N
Близько 2.0 N
D. 3.6 N
Відомо:
Маса (m) = 20 грамів
Сила (F) = 2 Ньютонів
Бажано: Magnitude of friction force experienced by the block.
Рішення:
Based on Newton’s first law of motion, if a block moves at a constant velocity, then the block has no acceleration. The block moves at a constant velocity, and there is no acceleration if :
– The magnitude of friction force (Fфрик) same as the magnitude of the external force (F)
– The friction force (Fфрик) has opposite direction with the external force (F)
Apply Newton’s first law of motion :
∑Ф = 0
Ф – Ффрик = 0
F = Fфрик
Fфрик = 2 Ньютонів
Правильна відповідь C.
3. A smooth inclined plane with the length of 0.6 m and height of 0.4 m. A block with the weight of, 1350 N will move upward using the inclined plane. Determine the magnitude of force need to move the block.
А. 100 Н
B. 300 N
Близько 600 N
D. 900 N
Відомо:
Weight of block (w) = 1350 Newton
hyp = 0.6 m
opp = 0.4 m
Розшукується: The minimum force
Рішення:
hyp = ac = 0.6 m
opp = bc = 0.4 m
Sin θ = bc / ac = 0.4 / 0.6 = 4/6 = 2/3
Based on Newton’s first law of motion, the block start to moves upward then the external force (F) minimal same as the horizontal component of weight (wx).
∑Ф = 0
П – тx = 0
F = wx
If F = wx, То object start to moving upward at constant velocity.
wx = w sin θ = (1350)(2/3) = (2)(450) = 900 Newton
Правильна відповідь — Д.
4. Three forces, F1 = 22 Н, Ф2 = 18 Н та Ф3 = 40 N act on a block. Which figure describes Newton’s first law.
Рішення:
Newton’s first law : Net force (ΣF) = 0.
A. F1 + F2 - Ф3 = 22 N + 18 N – 40 N = 40 N – 40 N = 0
B. F2 + F3 - Ф1 = 18 N + 40 N – 22 N = 58 N – 22 N = 36 N (rightward)
C. F2 + F3 - Ф1 = 18 N + 40 N – 22 N = 58 N – 22 N = 36 N (rightward)
D. F1 + F3 - Ф2 = 22 N + 40 N – 18 N = 62 N – 18 N = 44 N (leftward)
