Fizyka Bez Stresu
Quiz do druku

Dynamika: zasady dynamiki Newtona — sprawdź się

Klasa 1 (liceum — poziom podstawowy) 13 zadań 17 pkt ok. 30 min
Imię i nazwisko: Data: Wynik: / 17
Rozwiąż w przeglądarce Lekcja do tego quizu

  1. Zadanie 1

    1 pkt

    Wózek jedzie po poziomej podłodze ze stałą prędkością po linii prostej. Co można powiedzieć o siłach działających na wózek?

    • A. Wypadkowa jest skierowana do przodu, bo wózek się porusza
    • B. Nie działa żadna siła, bo prędkość jest stała
    • C. Siły się równoważą — siła wypadkowa jest zerowa ($\vec{F}_{\text{wyp}} = 0$)
    • D. Musi działać stała siła wypadkowa skierowana zgodnie z ruchem

  2. Zadanie 2

    1 pkt

    Astronauta ma na Ziemi masę $80\ \text{kg}$ i ciężar około $800\ \text{N}$. Co zmieni się po przewiezieniu go na Księżyc (gdzie $g$ jest około 6 razy mniejsze)?

    • A. Zmaleje masa, a ciężar pozostanie taki sam
    • B. Zmaleją zarówno masa, jak i ciężar
    • C. Masa pozostanie $80\ \text{kg}$, a ciężar zmaleje około 6 razy
    • D. Nic się nie zmieni — masa i ciężar to to samo

  3. Zadanie 3

    1 pkt

    Siły akcji i reakcji (III zasada dynamiki) zawsze się równoważą, więc ich suma na poruszającym się ciele wynosi zero.

    Prawda Fałsz

  4. Zadanie 4

    1 pkt

    Na ciało o masie $m = 4\ \text{kg}$ działa niezrównoważona siła wypadkowa $F_{\text{wyp}} = 12\ \text{N}$. Oblicz przyspieszenie ciała.

    Odpowiedź: m/s²

  5. Zadanie 5

    1 pkt

    Który zapis poprawnie definiuje niuton — jednostkę siły w układzie SI?

    • A. $1\ \text{N} = 1\ \text{kg}\cdot\tfrac{\text{m}}{\text{s}^2}$
    • B. $1\ \text{N} = 1\ \text{kg}$
    • C. $1\ \text{N} = 1\ \tfrac{\text{kg}}{\text{m}\cdot\text{s}^2}$
    • D. $1\ \text{N} = 1\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}^2}$

  6. Zadanie 6

    1 pkt

    Im większa masa ciała, tym trudniej je rozpędzić i zatrzymać — masa jest miarą bezwładności.

    Prawda Fałsz

  7. Zadanie 7

    1 pkt

    Klocek o masie $m = 5\ \text{kg}$ leży na poziomym stole. Współczynnik tarcia kinetycznego wynosi $\mu = 0{,}4$. Oblicz siłę tarcia podczas przesuwania klocka. Przyjmij $g = 10\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}^2}$.

    Odpowiedź: N

  8. Zadanie 8

    1 pkt

    Idąc, odpychasz stopą Ziemię do tyłu. Dlaczego to pozwala Ci iść do przodu?

    • A. Bo zgodnie z III zasadą Ziemia odpycha Cię z równą siłą do przodu (reakcja)
    • B. Bo siła bezwładności pcha Cię do przodu
    • C. Bo tarcie znika, gdy się poruszasz
    • D. Bo siła akcji i reakcji działają na Ciebie i się dodają

  9. Zadanie 9

    1 pkt

    Na ciało działają dwie poziome siły o przeciwnych zwrotach: $F_1 = 30\ \text{N}$ w prawo i $F_2 = 18\ \text{N}$ w lewo. Oblicz wartość siły wypadkowej.

    F₁ = 30 N F₂ = 18 N
    Odpowiedź: N

  10. Zadanie 10

    1 pkt

    Pasażer w gwałtownie hamującym autobusie leci do przodu, bo działa na niego „siła bezwładności" wypychająca go w tę stronę.

    Prawda Fałsz

  11. Zadanie 11

    1 pkt

    Samochód jedzie ze stałą prędkością mimo pracującego silnika. Dlaczego silnik jest wtedy potrzebny, skoro I zasada mówi, że ruch jednostajny nie wymaga siły wypadkowej?

    • A. Bo do każdego ruchu potrzebna jest niezrównoważona siła
    • B. Siła napędowa musi jedynie równoważyć opory ruchu, aby wypadkowa była zerowa
    • C. Bo bez silnika nie działałaby siła ciężkości
    • D. Bo silnik zwiększa masę samochodu i zmniejsza bezwładność

  12. Zadanie 12

    3 pkt

    Na sanki o masie $m = 20\ \text{kg}$ działa pozioma siła ciągnąca $F = 60\ \text{N}$, a tarcie o śnieg wynosi $T = 20\ \text{N}$. Wyznacz ruch sanek krok po kroku.

    1. a)

      Oblicz wartość siły wypadkowej działającej na sanki.

      Odpowiedź: N
    2. b)

      Oblicz przyspieszenie sanek.

      Odpowiedź: m/s²
    3. c)

      Gdyby tarcie wzrosło do $T = 60\ \text{N}$ (przy tej samej sile $F = 60\ \text{N}$), jak poruszałyby się sanki?

      • A. Cofałyby się do tyłu z przyspieszeniem
      • B. Ruchem jednostajnym lub pozostałyby w spoczynku — wypadkowa jest zerowa
      • C. Przyspieszałyby jeszcze mocniej niż wcześniej

  13. Zadanie 13

    3 pkt

    Samochód o masie $m = 1000\ \text{kg}$ rusza z miejsca i po $t = 10\ \text{s}$ osiąga prędkość $v = 20\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}}$. Wyznacz siłę wypadkową, która na niego działała (połączenie kinematyki z dynamiką).

    1. a)

      Oblicz przyspieszenie samochodu.

      Odpowiedź: m/s²
    2. b)

      Oblicz siłę wypadkową działającą na samochód.

      Odpowiedź: N
    3. c)

      Gdyby ten sam samochód miał dwa razy większą masę, to przy tej samej sile wypadkowej jego przyspieszenie byłoby dwa razy mniejsze.

      Prawda Fałsz

Klucz odpowiedzi

Klucz zaczyna się na nowej stronie. Aby wydrukować sam arkusz, dopisz ?klucz=0 na końcu adresu.

  1. 1.

    C

    Zgodnie z I zasadą dynamiki ruch jednostajny prostoliniowy zachodzi, gdy siła wypadkowa jest zerowa. Siła napędowa równoważy dokładnie opory ruchu (tarcie, opór powietrza), więc wypadkowa wynosi $0$ i prędkość się nie zmienia.

  2. 2.

    C

    Masa [kg] to miara bezwładności — jest niezmienna, wszędzie taka sama. Ciężar $F_g = m\cdot g$ [N] to siła grawitacji i zależy od $g$, więc na Księżycu maleje około 6 razy (do ok. $130\ \text{N}$).

  3. 3.

    Fałsz

    Fałsz. Siły akcji i reakcji są równe co do wartości i przeciwnie zwrócone ($\vec{F}_{A\to B} = -\vec{F}_{B\to A}$), ale działają na dwa różne ciała, więc nigdy się nie równoważą na jednym z nich. Gdyby się równoważyły, nie dałoby się chodzić ani wystrzelić rakiety. Zobacz sekcję „Trzecia zasada dynamiki — akcja i reakcja".

  4. 4.

    3 m/s²

    Z II zasady dynamiki $\vec{F}_{\text{wyp}} = m\vec{a}$ wyznaczamy przyspieszenie: $$a = \frac{F_{\text{wyp}}}{m} = \frac{12\ \text{N}}{4\ \text{kg}} = 3\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}^2}$$ Gdzie $F_{\text{wyp}}$ — siła wypadkowa, $m$ — masa ciała. Przyspieszenie ma ten sam zwrot co siła wypadkowa.

  5. 5.

    A

    Tak. Z II zasady $F = m\cdot a$: jednostka siły to $\text{kg}\cdot\tfrac{\text{m}}{\text{s}^2}$. Jeden niuton to siła, która ciału o masie $1\ \text{kg}$ nadaje przyspieszenie $1\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}^2}$.

  6. 6.

    Prawda

    Prawda. Bezwładność to „opieranie się" zmianom prędkości, a jej miarą jest masa. Z $a = \tfrac{F}{m}$ wynika, że przy tej samej sile większa masa daje mniejsze przyspieszenie — dlatego ciężki wózek trudniej rozpędzić i wyhamować.

  7. 7.

    20 N

    Na poziomym podłożu siła nacisku równa się ciężarowi: $N = m\cdot g = 5\cdot 10 = 50\ \text{N}$. Następnie z wzoru na tarcie kinetyczne: $$T = \mu\cdot N = 0{,}4 \cdot 50 = 20\ \text{N}$$ Gdzie $\mu$ — współczynnik tarcia (bez jednostki), $N$ — siła nacisku prostopadła do powierzchni. Uwaga: $\mu$ nie mnożymy przez masę, lecz przez siłę nacisku [N].

  8. 8.

    A

    To istota III zasady: akcja (Twoja stopa na Ziemię do tyłu) rodzi reakcję (Ziemia na Ciebie do przodu). Siły są równe i przeciwne, ale działają na różne ciała, więc reakcja realnie Cię popycha.

  9. 9.

    12 N

    Siły są przeciwnie zwrócone, więc się odejmują (dodawanie wektorowe wzdłuż jednej osi): $$F_{\text{wyp}} = F_1 - F_2 = 30 - 18 = 12\ \text{N}$$ Wypadkowa ma zwrot większej siły — w prawo. Gdyby siły były zgodne, dodalibyśmy je ($48\ \text{N}$); zwrot zawsze trzeba uwzględnić.

  10. 10.

    Fałsz

    Fałsz. Pasażer leci do przodu, bo — zgodnie z I zasadą — jego ciało „chce" dalej poruszać się ze stałą prędkością, a żadna siła go nie hamuje (dopóki nie złapie poręczy). To brak siły hamującej, a nie realna „siła bezwładności do przodu". Bezwładność to własność ciała, nie siła.

  11. 11.

    B

    Dokładnie. Silnik wytwarza siłę napędową równą co do wartości oporom (tarcie, opór powietrza). Wtedy $F_{\text{wyp}} = 0$ i prędkość jest stała — zgodnie z I zasadą. Bez silnika opory dawałyby niezerową wypadkową i auto by zwalniało.

  12. 12a.

    40 N

    Siła ciągnąca i tarcie mają przeciwne zwroty, więc się odejmują: $$F_{\text{wyp}} = F - T = 60 - 20 = 40\ \text{N}$$

  13. 12b.

    2 m/s²

    Z II zasady dynamiki: $$a = \frac{F_{\text{wyp}}}{m} = \frac{40}{20} = 2\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}^2}$$

  14. 12c.

    B

    Wtedy $F_{\text{wyp}} = 60 - 60 = 0\ \text{N}$, więc zgodnie z I zasadą sanki nie przyspieszają: jadą ze stałą prędkością albo stoją.

  15. 13a.

    2 m/s²

    Z kinematyki (ruch od $v_0 = 0$): $$a = \frac{\Delta v}{\Delta t} = \frac{20 - 0}{10} = 2\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}^2}$$

  16. 13b.

    2000 N

    Z II zasady dynamiki: $$F_{\text{wyp}} = m\cdot a = 1000 \cdot 2 = 2000\ \text{N} = 2\ \text{kN}$$

  17. 13c.

    Prawda