Extrauppgifter Newtons lagar

Extrauppgifter Newtons lagar
401 En träkloss med volymen 21 cm3 hänger i en kraftmätare.
Kraftmätaren visar 0,12 N. Beräkna träets densitet. Ge svaret i
enheten kg/m3.
402 Vi drar en kloss på ett vågrätt bord. Dragkraften är 1,80 N.
Klossen har tyngden 5,0 N.
a) På klossen verkar det dessutom en lodrät kraft uppåt och en
vågrät kraft bakåt. Vilket slags krafter kan det vara?
b) Beräkna hur stora de okända krafterna är när du får veta att
resultanten av de lodräta krafterna är noll och att resultanten
av de vågräta krafterna är 0,30 N i hastighetsriktningen.
403 Mätningar visar att en golfklubba är i kontakt med bollen i
1,0 ms vid ett slag som ger bollen en hastighet på 70 m/s.
Golfbollen har massan 45 g. Beräkna den kraft som klubban
verkar på bollen med.
404 En bil kör med hastigheten 36 km/h rakt in i en bergvägg.
Föraren har massan 60 kg. Beräkna kraften på föraren och
jämför kraften med tyngden
a) om föraren hade suttit utan bilbälte och kommit till vila efter
0,10 s.
b) om föraren hade använt bilbälte och kommit till vila efter 0,30
s.
405 En hiss har massan 1 500 kg när den är tom. Hissen startar från
stillastående på 3:e våningen för att gå upp till 6:e våningen.
Beräkna kraften på hissen från hissvajern när hissen
a) startar från 3:e våningen med accelerationen 0,79 m/s2.
b) går med konstant hastighet förbi 4:e och 5:e våningarna.
c) stannar på 6:e våningen med accelerationen –1,01 m/s2.
Extrauppgifter till Ergo Fysik A © Författarna och Liber AB
1
406 En magnet och en omagnetisk järnbit ligger på ett vågrätt, glatt
underlag. Vi börjar med att hålla fast magneten och järnbiten en
bit ifrån varandra. Så släpper vi järnbiten. Då glider den mot
magneten. Vi gör om försöket, men denna gång släpper vi
magneten. Vad händer?
407 Två magneter kan glida på ett vågrätt, glatt underlag. Se figuren.
Magneterna stöter bort varandra. I ett visst ögonblick har den
ena magneten accelerationen 0,60 m/s2 åt höger. Hur stor
acceleration har den andra magneten?
408 För att ta reda på hur stor drivkraften är på en bil som kör i
60 km/h, gör bilisten följande försök på en horisontell
vägsträcka: Bilen accelereras till 65 km/h, och så kopplas
motorn bort. Hastigheten sjunker då till 55 km/h på 7,2 s. Bilen
har massan 1 450 kg inklusive förare och passagerare. Beräkna
den sökta drivkraften.
409 Klossarna i figuren rör sig på ett glatt underlag.
a) Hur stor är resultantkraften på kloss B?
b) Hur stor är var och en av de två snörkrafterna på kloss B?
410 En boll kastas på ett bord så att den följer den bana som visas
i figuren. Rita in de krafter som verkar på bollen i positionerna
A, B, C och D. Bortse från luftmotståndet.
Extrauppgifter till Ergo Fysik A © Författarna och Liber AB
2
*411 En hiss har massan 900 kg. Den hänger i en vajer som maximalt
ska utsättas för en dragkraft på 17 kN. På väg uppför startar
hissen med accelerationen 1,2 m/s2. Hur många personer med
massan 75 kg kan hissen högst ta med?
*412 En boll faller mot golvet och studsar upp igen. Bortse från
luftmotståndet. Rita en figur som visar krafterna på bollen
1 på nervägen
2 vid stöten mot golvet
3 på uppvägen.
Förklara vilken verkan var och en av dessa krafter har på bollen.
*413 En personbil med massan 1 150 kg kan bromsa från 80 km/h till
0 km/h på 29 m.
a) Beräkna bromskraften på bilen.
b) En annan gång kör bilen med släp. Släpet saknar bromsar och
har med last en massa på 400 kg. Beräkna bromssträckan
(från 80 km/h till 0 km/h) i detta fall.
c) Varför är det en fördel att släpet har egna bromsar?
*414 Snickare Hamre är fysikintresserad och vill ta reda på hur stor
kraften är på en spik som han slår in i väggen med en hammare.
Hammarhuvudet har massan 1,2 kg, det träffar spiken med en
hastighet på 4 m/s och slår in spiken 1,0 cm i väggen. Beräkna
kraften som hammaren verkar på spiken med. På vilka
förutsättningar bygger du dina beräkningar?
*415 En obemannad rymdsond skjuts upp från en främmande planet,
men en kort tid efter starten slutar raketmotorn att fungera.
Förutsatt att rörelsen hela tiden är lodrät, att rymdsonden har
massan 1 500 kg, och att raketmotorn ger konstant dragkraft, så
visar figuren en möjlig hastighetskurva för uppskjutningen.
Extrauppgifter till Ergo Fysik A © Författarna och Liber AB
3
a) Vad händer med rymdsonden 9 s, 25 s och 45 s efter starten
(punkterna A, B och C i figuren)?
b) Beräkna accelerationen medan raketmotorn fungerar.
c) Beräkna tyngdaccelerationen på planeten. Planeten har ingen
atmosfär.
d) Beräkna den högsta höjd som rymdsonden når upp till.
e) Rita en figur som visar de krafter som verkar på rymdsonden
medan raketmotorn ännu fungerar. Beräkna hur stor dragkraft
raketmotorn ger.
f) Under en uppskjutning kommer rymdsondens massa att
minska i takt med att raketbränslet förbrukas. Raketmotorn
ger ändå konstant dragkraft. Avgör om accelerationen i detta
fall kommer att öka, minska eller förbli konstant under den
tid som raketmotorn fungerar. Motivera svaret.
*416
Från en höjd 6,00 m över golvet släpper någon ett paket på
1,3 kg. En man tar emot paketet med händerna på höjden 1,60 m
över golvet och stannar det 0,30 m över golvet. Vi räknar med
att mannen använder konstant kraft på paketet. Bortse från
luftmotståndet.
a) Hur hög hastighet har paketet när mannen griper tag i det?
b) Hur stor acceleration har paketet under inbromsningen?
c) Hur stor kraft använder mannen på paketet under
inbromsningen?
**417 En
fönsterputsare står i en korg som hänger på utsidan av en
byggnad. Se figuren. Korgen har massan 17 kg, och
fönsterputsaren har massan 65 kg. Bortse från repets massa.
Fönsterputsaren drar i repet så att korgen med fönsterputsaren
under en kort tid får accelerationen 0,75 m/s2 uppåt. Med hur
stor kraft drar fönsterputsaren i repet?
**418 Odd
Bob har ett eget flygplan. En gång skulle han
transportera höns från Gotland till Kiruna. Han skulle få
betalt per höna och ville tjäna så mycket som möjligt. Odd
Bob är smart, så han gav en av passagerarna rabatt på
resan mot att hon bankade på hönsburarna under starten.
Då skulle hönorna, eller i varje fall en stor del av dem,
hålla sig på vingarna, och planet skulle bli lättare och
komma upp i luften även med stor överlast, tänkte Odd
Bob. För att vara på den säkra sidan ringde han dig
alldeles innan starten. Vad sade du till honom?
Extrauppgifter till Ergo Fysik A © Författarna och Liber AB
4
Svar och kommentarer till extrauppgifter
401 0,58 · 103 kg/m3
402 b) 5,0 N uppåt och 1,50 N bakåt
403 3,2 kN (detta är egentligen en genomsnittlig kraft under 1,0 ms)
404 a) 6,0 kN = 10G
b) 2,0 kN = 3,4 G
405 Kraften från hissvajern är S, tyngden är G. Med positiv riktning
uppåt är S – G = ma
a) 15,9 kN
b) 14,7 kN
c) 13,2 kN
406 Magneten glider mot järnstycket. Magneten och järnstycket
påverkar varandra med lika stora krafter
407 Kraften på den högra magneten är 0,24 N åt höger. Kraften på
den vänstra magneten blir då 0,24 N åt vänster och accelerationen blir 0,80 m/s2 åt vänster
408 0,56 kN
409 a) 8 N b) 18 N framåt, 10 N bakåt
410 I alla fallen endast tyngdkraften
411 8
412
413 a) 9,8 kN
b) 39 m
414 0,96 kN (Ledning: Räkna ut tiden det tar att stanna upp
hammaren)
415 a) A: Raketmotorn faller av. B: Sonden når sin högsta
punkt. C: Sonden träffar marken.
b) 7,1 m/s2 c) 4,0 m/s2 d) 0,80 km
e) 17 kN
f) a ökar
416 a) 9,3 m/s
b) – 33 m/s2
c) 56 N
417 0,43 kN (Ledning: Se på korgen och fönsterputsaren som ett
system)
Extrauppgifter till Ergo Fysik A © Författarna och Liber AB
5