Kapitel 4: Kraft Flashcards

Question

418: En bil bogserar en annan som har fått moterstopp. När dragkraften i bogserlinan är 500 N går bilarna med konstant hastighet. Den främre bilen väger 2000 kg och den bogserade väger 1500kg. Bogserlinan tål bara 3200 N. Den bogserade bilen börjar nu accelerera med 2,0 m/s². Håller bogserlinan?

Answer 1

När bilarna går med konstant hastighet är krafterna i bogserlinan 500 N. Konstant hastighet innebär enligt newtons första lag att den resulterande kraften på bilarna är 0. Eftersom bogserlinan drar i den bogserade bilen med 500 N måste det finnas bromsande krafter på den bilen som också är 500 N. Om den bogserade bilen ska kunna accelerera med 2,0 m/s² måste den resulterande kraften på bilen vara Fr = m*a = 1500 * 2,0 = 3000 N. Men eftersom det finns bromsande krafter på 500 N måste bogserlinan kunna dra med en kraft som är 3000 + 500 N = 3500 N. Det kan inte linan som går av. Svar. Nej bogserlinan håller inte. Det hade krväts att den hade tålt 3500 N.

Answer 2

a= Newtons andra lag ger att accelerationen a = F/m = 0,8/0,200 = 4 m/s² b) Hastigheten v efter tiden tid är v = v0 + A*t = (0+4*0,3) = 1,2 m/s c) Eftersom de bromsande krafterna är så små så har leksaksbilen fortfarande hastigheten 1,2 m/s efter ytterligare 0,3 s Svar: A) 4 m/s² b) 1.2 m/s c) 1.2 m/s

Answer 3

Jordens dragningskraft (gravitation) Ger alla föremål oavsett massa accelerationen g = 9,82 m/s² Enligt Newtons andra lag blir tyngdkraften Fr = m * a = m* g g = a M = kroppens massa i enheten Kg g = tyngdaccelerationen på den aktuella platsen Är vertikalt riktad neråt och verkar på alla kroppar med massa. Med överslagsräkning kan man räkna g = 10 m/s²

Answer 4

Om du exempelvis ligger på ett golv så belastar du underlaget med en kraft. Underlaget kommer då att trycka tillbaka med lika stor kraft (newtons tredje lag). Denna kraft är alltid vinkelrät mot underlaget. Betecknas Fn Normalkraften är inte nödvändigtvis lika stor som din tyngd. Hoppar du ner på golvet från en stol är normalkraften mkt större än tyngdkraften. Den resulterande kraften som bromsar dig är då riktad uppåt. Först när du stannar och står stilla är normalkraften och tyngdkraften lika stora.

Answer 5

Jämviktskrafter: verkar på ett och samma föremål och håller detta i jämvikt, vilket enligt tröghetslagen innebär att kroppen är i vila eller rör sig i konstant hastighet utefter en rät linje. Kraft & motståndskraft: Dessa verkar i motsatt riktning på två olika föremål. De båda föremålen påverkar varandra med kraft respektive motkraft

Answer 6

a) Eftersom Jonatan rör sig med konstant hastighet är den resulterande kraften på honom 0. Normalkraften från golvet måste därför vara lika med hans tyngd, dvs Fn = m*g = 70*9,82 = 687 N Svar: Normalkraften är 690 N, Jonatan känner inte av att han står i en hiss b) Om han ska accelerera uppåt med 2,0 m/s² måste den resulterande kraften vara Fr = m*a = 70*2,0 = 140 N och riktad uppåt Normalkraften är större än tyngdkraften. Fr = Fn - mg. Normalkraften är därför Fn = mg + Fr = (687 + 140) N = 827 N, riktad uppåt. Svar: 830 N. Normalkraften är 830 N. Om man känner sig tung eller lätt beror på normalkraften. Jonatan könner sig tung när hissen accelererar uppåt. Eftersom normalkraften är 830 N känner sig jonatan som om han vägde 84 kg. c) Om han ska accelerera neråt med 1.5 m/s² måste den resulterande kraften vara Fr = m * a = 70*1.5 = 105 N och riktad neråt. Tyngdkraften är riktad neråt och normalkraften är riktad uppåt. Eftersom den resulterande kraften är riktad neråt måste tyngdkraften vara större än normalkraften. Det innebär Fr = mg - Fn Normalkraften är därför Fn = mg-Fr = (687-105) N = 582 N. Svar: 580 N. Jonatan känner sig lätt. Det är som om han bara vägde ca 59 kg. d) Om hisslinan är av faller jonatan fritt och har inte längre någon kontakt med hissgolvet. Normalkraften är 0. Svar: 0 N. Jonatan känner sig tyngdlös (åtminstone till dess att hissen kraschar i botten.

Answer 7

tyngden är m*g = 75*9,82 = 736,5 N

Answer 8

Väskans tyngd är m*g = 100*9,82 = 982 N. Om väskan står still är den resulterande kraften på väskan noll. Om mannen lyfter uppåt med 600 N så är normalkraften från golvet Fn = 982-600 = 382 N

Answer 9

a) På det övre paketet verkar dess tyngd mg = 25 * 10 N = 250 N och normalkraften från det undre paketet. Denna kraft är också 250 N. b) På det undre paketet verkar dess tyngd mg = 15 * 10 N = 150 N och tyngden av det övre paketet 250 N. Det undre paketet påverkas av en total kraft nedåt på 150+250 = 400 N. Då verkar en normalkraft från bordet uppåt på det undre paketet. Denna kraft är då 400 N. c) På bordet verkar dess egen tyngd mg = 10*10 N = 100 N nedåt och tyngden av de båda paketen som är 400 N nedåt, totalt en kraft på 500 N nedåt. Bordet påverkas då av en normalkraft från golvet som är lika stor, 500 N svar: a) Tyngden 250 N och normalkraften från det undre paketet 250 N. b) Dess egen tyngd 150 N, tyngden från det övre paketet 250 N och normalkraften från bordet 400 N c) Dess egen tyngd 100 N, tyngden av de båda paketen 400 N, normalkraften från golvet 500 N.

Answer 10

Hissen och dess passagerar are tyngden m*g = 1000 * 9,82 N = 9820 N. Kabeln orkar bära en tyngd av 20 kN. Hisskabeln orkar alltså med en extra kraft av F = 20 000 - 9820 = 10 180 N. Denna kraft F kan accelerera hissen uppåt med accelerationen a = F / M = 10180 /1000 = 10 m/s², Maximal accleration uoopt ör 10 m/s²

Answer 11

Vi kan anta att sockerdricka har samma densitet som vatten, 1 g/cm³. 1 cl = 10 cm³ väger då 10g. Sockerdrickan i flaskan väger 33 * 10g = 330 g och flaska med innehållet väger 330+300 g = 630 g = 0,63kg Dess tyngd är m*g = 0,63*9,82 = 6,2 N. Normalkraften är lika stor svar: 6,2 N

Answer 12

a) Vagnen som har fallit över bordskanten har en tyngd m*g. Denn kraft drar i alla snören och man måste hålla i snöret med denna kraft: m*g = 0,200*9,82 = 2 N. b) När man har släppt taget i snöret påverkas den fallande vagnen av M*g neråt och en snörkraft Fs riktad uppåt. Vagnen på bordet påverkas av lika stor kraft i snöret, Fs. Newtons andra lag ger för de båda vagnarna m*g - Fs = m*a för den fallande vagnen och Fs = m*a för vagnen på bordet. Vagnarna som har samma massa får samma acceleration. m*g-Fs = Fs -> 2 Fs = m*g -> Fs = M*g/2 = 0,200*9,82 / 2 = 0,98 N. Svar: a) 2 N b) 0,98 N

Answer 13

a) Newtons andra lag ger att accelerationen a = F / m = 2,4 /1,2 = 2,0 m/s² b) De endra krafterna som verkar är bara dess tyngd m*g = 1.2*9,82 = 11,8 N och normalkraften Fn som är lika stor 11,8 N. c) Den resulterande kraften är noll.

Answer 14

a) Vagnen dras framåt bara av den horisontella komposanten F1 = 20* cos(40) = 15,3 N b) De är lika stora 15,3 N c) Vagn och hund väger m = 5+2,5 = 7,5 kg. Vagnen påverkas av sin tyngd m*g = 7,5*9,82 N = 73,65 N. Clara påverkar vagnen med en lyftande kraft, den vertikala komposanten till dragfraften 20 N. Den är F2 = 20*sin(40) = 12,86 N. Kraftresultanten ska vara noll. Nedåt verkar tyngden 73,65 N och uppåt verkar F2 och normalkraften Fn Fn + F2 = m*g Fn = m*g-F2 = (73,65-12,86) = 60,8 N

Answer 15

Om två föremål med massorna m1 och m2 befinner sig på avståndet r från varandras tyngdpunkter så attraherar de varandra med en kraft F, där F = G * m1*m2 /r² G kallas den universella gravitationskonstanten G = 6,67*10⁻11

Answer 16

Ff = u * Fn Ff = friktionskraft Fn = normalkraft u = friktionstalet, eller friktionskoefficienten som är enhetslös konstant vars värde beror på vilka ytor som glider mot varandra.

Answer 17

a) Eftersom pulkan befinner sig på plan mark är normalkraften lika stor som tyngden, dvs Fn = m*g = 1.3*9,82 = 12,8 N b) Friktionskraften är lika stor som dragkraften Ff = 1,2 N Friktionstalet u = Ff/FN = 1,2 / 12,8 = 0,094 c) Då vet vi att den resulterande kraften är noll och då är den dragande kraften lika stor som friktionskraften. d) om hon sitter i pulkan väger hon och pulkan 49+1,3= 50,3 Kg. Normalkraften är lika med tyngdkrafte. FN = m*g = 50,3*9,82 = 494 N. För att dra Hermina i pulkan måste vi dra lika mycket som friktionskraften Ff = u*FN = 0,094*494 = 46 N

Answer 18

Det finns tre krafter som verkar på lådan, tyngden m*g. normalkraften Fn och friktionskraften Ff. Dessa tre är riktade med heldragna pilar i figuren nedan (se facit kapitel 4). Deras resultant är lika med noll. Tyngdkraften m*g brukar man komposantuppdela i en komposant F1 som är parallell med backen och en komposant F2 som är vinkelrät mot backen. Det gäller att FN = F2 och eftersom lådan ligger stilla så är Ff = F1. M*G = 140*9,82 = 1375 N. Ff = F1 = mg*sin(17) = 140*9,82*sin(17) = 402 N FN = F2 = mg*cos(17) = 140*9,82*cos(17) = 1315 N. svar: Tyngdkraften 1,4 kN, normalkraften 1,3 kN och friktionskraften 400 N

Answer 19

Enligt Newtons andra lag är den resulterande kraften F = M*a = 72*0,4 N = 28,8 N Kalle och Lotta påverkar byrån med kraften 190+130 = 320 N framåt. Då finns det en friktionskraft Ff = 320-28,8 = 291,2 N bakåt

Answer 20

Pulkans massa är m och dess tyngd mg. Den komposant av tyngden som är parallel med backe är F1 = mg *sin12 och den del som är vinkelrät mot backen är F2 = mg*cos 12 grader. Normalkraften FN = F2, vilket ger friktionskraften Ff = u *FN = U * MG * COS12. Den resulterande kraften då pulkan är F1-Ff = mg*sin12-u*g*cos12 = m*a a = g*sin12 - u*g*cos12 = 9,82*sin12 - 0,058*9,82*cos12 = 1,48 m/s²

Answer 21

Lådans tyngd är mg. Den komposant av tyngdkraften som är parallell med planet är mg*sin(a). Denna kraft strävar efter att få lådan att glida nedför planet. Den kraft som håller emot är friktionskraften Ff = u * FN = u *mg*cos(a). Om lådan skall börja glida så ska mg*sin(a) > u*mg*cos(a). I gränsfallet är de lika. Sin(a) = u*cos(a) Sin(a) / cos(a) = tan(a) = u = 0,45 a= 24 grader svar: 24 grader

Answer 22

Viktens massa är M1 = 0,50kg och klossens massa är m2 = 2,0 kg. Vikten som hänger i snöret påverkas av kraften m1 * g nedåt och spännkraften Fs i tråden uppåt. Klossen som ligger på bordet påverkas av spännkraften Fs i tråden framåt och friktionskraften Ff = u * FN = u*m2*g bakåt. Våde vikten och klossen får samma acceleration a. Newtons andra lag för de båda föremålen: 1. M1*g-Fs = m1*a 2. Fs - u * m2 * g = m2 * a 1. 0,50*g-Fs = 0,50*a 2. Fs-0,15*2,0*g = 2,0*a Vi löser ut Fs från ekv 1 och sätter in i ekv 2: Fs = 0,50*g - 0,50*a 3. 0,50*g - 0,50 *a - 0,15*2,0*g = 2,0*a 2.5*a = 0,20*g a = 0,20*g/2,5 = 0,20*9,82 / 2,5 = 0,79 m/s² Detta värde för a sätts in i ekv 3 ovan Fs = (0,50*9,82 - 0,5 * 0,79 = 4,5 N a) svar 4,5 N b) 0,79 m/s²

Kapitel 4: Kraft Flashcards

(47 cards)