Завдання для самоперевірки до теми «Сили в природі»

• Назад до змісту

1. Якої деформації зазнає поперечина турніка, коли ви виконуєте підтягування?

Відповідь: г) вигин.

Пояснення: Поперечина турніка згинається під вашою вагою, коли ви підтягуєтеся.

2. Деформація тіла є причиною виникнення сили:

Відповідь: б) пружності.

Пояснення: Під час деформації тіла виникає сила пружності, яка прагне повернути тіло до початкової форми.

3. Сила тяжіння — це:

Відповідь: а) сила притягання тіла до Землі.

Пояснення: Сила тяжіння — це сила, з якою Земля притягує тіло до свого центру.

4. У якому випадку на автомобіль НЕ діє сила тертя спокою?

Відповідь: в) автомобіль перебуває у стані спокою на горизонтальній дорозі;.

5. З якою силою Земля притягує цю комаху?

Відповідь: в) 0,8 Н.

Пояснення:

Сила тяжіння обчислюється за формулою

$F = mg$,

де $m = 80 \, \text{г} = 0,08 \, \text{кг}$, а $g = 10 \, \text{Н/кг}$.

Тоді:

6. Якою є жорсткість пружини?

Відповідь: г) 300 Н/м.

Пояснення: Жорсткість пружини $k$обчислюється за законом Гука:

де $F = 15 \, \text{Н}$, $x = 5 \, \text{см} = 0,05 \, \text{м}$

Тоді:

7. Якою є маса кульки?

Відповідь: в) 350 г.

Пояснення: Маса кульки визначається за формулою

$m = \dfrac{F}{g}$,

де $F$— показання динамометра (сила тяжіння).

Якщо динамометр показує $3,5 \, \text{Н}$, то:

8. На рис. 3 зображено тіло та сили, що на нього діють. Визначимо модуль рівнодійної сил.

Відповідь: г) 4 Н.

• За умовою, 1 клітинка відповідає 2 Н.
• Вгору і вниз діють сили однакової величини (6 Н), тому вони компенсуються.
• Горизонтально: праворуч діє сила 8 Н, а ліворуч — 4 Н. Рівнодійна горизонтальних сил: $F_{\text{гор}} = 8 \, \text{Н} - 4 \, \text{Н} = 4 \, \text{Н}$.

Отже, рівнодійна сила дорівнює 4 Н.

9. На рис. 4 зображено сили, що діють на тіло, яке рівномірно тягнуть по столу за допомогою динамометра. Сили такі:

• $\vec{F_1}$— сила тяги (прикладена через динамометр);
• $\vec{F_2}$— сила тертя;
• Сила тяжіння (вертикально вниз);
• Реакція опори (вертикально вгору).

Відповідь: сила тяги, сила тертя, сила тяжіння, реакція опори.

10. На рис. 5 показано дві цеглини. Нижня цеглина зазнає таких сил:

Сила тяжіння (нижня цеглина + вага верхньої цеглини):

У масштабі 1 см - 25 Н, це відповідає вектору довжиною 2 см, спрямованому вертикально вниз.

Вага верхньої цеглини:

У масштабі 1 см - 25 Н, це відповідає вектору довжиною 2 см, спрямованому вертикально вниз.

Сила реакції опори:

У масштабі 1 см - 25 Н, це відповідає вектору довжиною 2 см, спрямованому вертикально вгору.

11. Установіть відповідність між назвою сили та явищем, яке відбувається завдяки дії цієї сили:

Примітка: Літак здійснює політ завдяки комбінації сил (підйомна сила, сила тяги, сила тяжіння тощо), тому цей пункт не відповідає жодній з наведених сил.

12. З якою силою відро тисне на підлогу?

Дано:

• Місткість відра: $V = 12 \, \text{л} = 0,012 \, \text{м}^3$.
• Вода заповнена на одну третину: $V_{\text{води}} = \dfrac{1}{3} \cdot 0,012 = 0,004 \, \text{м}^3$.
• Густина води: $\rho = 1000 \, \text{кг/м}^3$.
• Прискорення вільного падіння: $g = 10 \, \text{Н/кг}$.

Розв’язок:

1. Маса води у відрі:

   $m = \rho \cdot V_{\text{води}} = 1000 \cdot 0,004 = 4 \, \text{кг}.$

2. Сила, з якою відро тисне на підлогу (вага води):

   $F = m \cdot g = 4 \cdot 10 = 40 \, \text{Н}.$

Відповідь: $40 \, \text{Н}.$

13. У порожній вимірювальний циліндр налили рідину (рис. 6). Сила тяжіння, що діє на рідину, дорівнює 1,35 Н. Визначте, яку рідину налили в циліндр

Об’єм рідини $V = 137.5 \, \text{мл} = 0.1375 \, \text{л} = 0.0001375 \, \text{м}^3$.

Маса рідини обчислюється за формулою:

$m = \dfrac{F}{g}$,

де $F = 1.35 \, \text{Н}$і $g = 10 \, \text{Н/кг}$.

$m = \dfrac{1.35}{10} = 0.135 \, \text{кг}$.

Щільність рідини:

$\rho = \dfrac{m}{V} = \dfrac{0.135}{0.0001375} \approx 982 \, \text{кг/м}^3$.

Щільність близька до щільності води ($\rho_{\text{вода}} = 1000 \, \text{кг/м}^3$).

Відповідь: у циліндр налили воду.

14. Для рівномірного руху горизонтальною дорогою до саней треба прикладати горизонтальну силу 500 Н. Визначте масу саней, якщо коефіцієнт тертя між саньми і дорогою дорівнює 0,2.

Сила тертя:

$F_{\text{тер}} = \mu N$,

де $\mu = 0.2$, а $N$— сила нормальної реакції опори (рівна вазі саней).

Для рівномірного руху:

$F_{\text{тяги}} = F_{\text{тер}} = 500 \, \text{Н}$.

$500 = 0.2 m g$, де $g = 10 \, \text{Н/кг}$.

Знайдемо масу саней:

$m = \dfrac{500}{0.2 \cdot 10} = 250 \, \text{кг}$.

Відповідь: маса саней дорівнює 250 кг.

15. На рис. 7 подано графік залежності видовження пружини від маси підвішеного до неї тягаря. Визначте жорсткість пружини.

З графіка видно, що при масі 300г (0.3 кг) видовження становить 4 мм (0.004 м).

Сила тяжіння, яка діє на пружину:

.Жорсткість пружини обчислюється за формулою:

$F = k \cdot x$, звідки

$k = \dfrac{F}{x} = \dfrac{3}{0.004} = 750 \, \text{Н/м}$.

Відповідь: жорсткість пружини дорівнює 750 Н/м.

16. Алюмінієвий брусок розмірами 4см × 5см × 20см рухають рівномірно по горизонтальній поверхні, прикладаючи силу 2,7 Н. Визначте коефіцієнт тертя ковзання.

Розміри бруска: 4 см × 5 см × 20 см.

Об’єм бруска:

Щільність алюмінію:

$\rho = 2700 \, \text{кг/м}^3$.

Маса бруска:

Сила тяжіння:

Коефіцієнт тертя ковзання:

Відповідь: коефіцієнт тертя ковзання дорівнює 0.25.