Răspuns:
exercițiul 3)
Forța elastică apărută într-un resort poate fi calculată folosind formula legii lui Hooke:
F = k * x
Unde:
F = forța elastică (în newtoni, N)
k = constanta elastică a resortului (în newtoni pe metru, N/m)
x = alungirea sau comprimarea resortului (în metri, m)
În cazul dat, avem:
k = 400 N/m
x = 10 mm = 0.01 m (trebuie să convertim milimetrele în metri pentru a folosi unitățile de măsură corecte)
Acum putem calcula forța elastică:
F = 400 N/m * 0.01 m = 4 N
Deci, forța elastică apărută în resortul cu constanta elastică de 400 N/m și care alungește resortul cu 10 mm este de 4 N.
Explicație:
exercițiul. 4
Pentru a afla modulele celor patru forțe care acționează asupra corpului, putem începe prin a identifica forțele care acționează asupra corpului. Din enunț, știm că avem o forță de frecare de 50 N și că greutatea este 60% din această forță.
1. Greutatea (G): Este forța cu care Pământul atrage corpul spre centrul său. Este în direcția verticală îndreptată spre centrul Pământului. Mărimea greutății este m = m * g, unde m este masa corpului, iar g este accelerația gravitațională.
Din enunț, știm că greutatea este 60% din forța de frecare. Așadar putem calcula greutatea astfel:
60% din 50 N = 0.6 * 50 N = 30 N
Deci, greutatea (G) este de 30 N.
2. Forța de frecare (Ff): Aceasta este forța care acționează opus direcției de mișcare a corpului și este de obicei proporțională cu greutatea corpului.
Din enunț, știm că forța de frecare este de 50 N.
3. Forța aplicată (Fa): Nu avem informații despre o forță aplicată în enunțul dat, dar putem spune că aceasta ar putea avea o valoare diferită de zero într-un caz general.
4. Forța normală (Fn): Aceasta este reacția la greutate (masa) corpului asupra suprafeței pe care se deplasează corpul. În cazul mișcării pe o suprafață orizontală, forța normală este egală în mărime cu greutatea corpului.
Deci, având datele din enunț, putem reprezenta grafic forțele:
- Greutatea (G) = 30 N
- Forța de frecare (Ff) = -50 N (această valoare va fi negativă deoarece acționează în sens opus mișcării)
- Forța aplicată (Fa) = ? (nu avem informații exacte în enunț)
- Forța normală (Fn) = 30 N (va fi egală în mărime cu greutatea)
Nu primești punctajul complet pentru că valoarea forței normale nu a fost specificată în enunț.
5)
Din datele problemei, putem desena diagramele vectoriale ale forțelor care acționează asupra corpului care urcă pe planul înclinat. Având în vedere că nu există frecare, forțele care acționează asupra corpului sunt greutatea (îndreptată în jos) și forța normală (îndreptată perpendicular pe planul înclinat). Putem folosi dimensiunea dată de 1 cm = 200 N pentru a reprezenta forțele pe diagrama vectorială.
Având în vedere că avem un plan înclinat, putem descompune greutatea în două componente: o componentă perpendiculară pe suprafața planului (forța normală) și o componentă paralelă cu suprafața planului (forța componentă a greutății care împinge corpul în jos pe plan).
Forța normală (Fn) va fi egală în mărime cu componenta perpendiculară a greutății și va fi îndreptată în sus, perpendicular pe planul înclinat. În acest caz, valorile forțelor vor fi:
- Greutatea (G) = 1000 N
- Forța normală (Fn) = 1000 N (îndreptată vertical, perpendicular pe planul înclinat)
Forța componentă a greutății care împinge corpul în jos pe plan, care va fi paralelă cu planul înclinat, poate fi calculată folosind trigonometria. Aceasta este dată de formula F = m * g * sin(θ), unde m este masa corpului, g este accelerația gravitațională, și θ este unghiul de înclinare al planului.
Dacă cunoaștem valorile pentru m și g, să zicem m = 100 kg și g = 9.81 m/s^2 și că planul are un unghi de 37 grade, putem calcula forța componentă a greutății.valueOfG = 1000
valueOfFn = 1000
valueOfGcomponent = 1000 * 9.81 * sin(37°) ≈ 600 N
- Greutatea (G) ≈ 1000 N
- Forța normală (Fn) = 1000 N
- Forța componentă a greutății pe plan (Fg) ≈ 600 N
Acestea sunt valorile forțelor care acționează asupra corpului care urcă pe planul înclinat. Se poate observa că la 1cm pe diagramă, forțele vor fi reprezentate cu respectivele valori.
