SILE Pitanja i zadaci za ispit 1 to

SILE Pitanja i zadaci za ispit 1

Što je sila? Navedi neke primjere. n n n Sila je međudjelovanje tijela. Zemlja privlači tijela u svojoj blizini gravitacijskom silom. Magneti djeluju na željezne predmete magnetskom silom. Između tijela koja imaju električni naboj djeluje električna sila. Između kočionih obloga i diska na automobilu djeluje sila trenja dok vozač koči. Između kotača i asfalta djeluje sila trenja i sprječava proklizavanje kotača. RJEŠENJE 2

Što je sila? Navedi neke primjere. n n n Voda djeluje na tijela uronjena u vodu silom koja se zove uzgon. Magneti privlače ili odbijaju druge magnetskom silom. Na tijela koja se gibaju po kružnoj putanji djeluje centrifugalna sila. Mlazni motori stvaraju potisak i pokreću avion. Svakodnevno koristimo mišićnu silu, Unutar rastegnute opruge ili gume se javlja elastična sila i nastoji ju vratiti u prijašnji oblik. 3

Nabroji učinke sile. n n Djelovanjem sile može se promijeniti oblik tijela, brzinu gibanja tijela ili smjer gibanja tijela. Ako sila djeluje u smjeru gibanja tijela ubrzava tijelo. Ako sila djeluje suprotno od smjera gibanja tijela usporava tijelo. Ako sila djeluje pod nekim kutom u odnosu na smjer gibanja tijela tada mijenja smjer gibanja tijela. RJEŠENJE 4

Kako označavamo silu i kako ju mjerimo. n n n Oznaka za silu je veliko slovo F. Silu mjerimo dinamometrom. Mjerna jedinica za silu je njutn [N]. RJEŠENJE 5

Kako funkcionira dinamometar? n n n Dinamometar se sastoji od plastične cijevi u kojoj se nalazi opruga a na cijevi je označena mjerna skala. Zbog djelovanja sile koju mjerimo opruga se rasteže. Kad se sila koju mjerimo uravnoteži sa elastičnom silom u opruzi na skali možemo očitati iznos sile. RJEŠENJE 6

Ljestvica dinamometra je razdjeljena na 10 jednakih dijelova. Dinamometri su različiti i na svakome piše kolika je najveća sila koju mogu izmjeriti. Koliku silu prikazuje svaki dinamometar? a) 100 N : 10 = 10 N Jednom razmaku odgovara sila od 10 N. Prvi dinamometar pokazuje silu 3 10 N = 30 N b) 25 N : 10 = 2. 5 N Jednom razmaku odgovara sila od 2. 5 N. Drugi dinamometar pokazuje silu 4 2. 5 N = 10 N RJEŠENJE a) b) 7

Kakve su to vektorske veličine? n n Vektorske veličine su određene svojim iznosom, mjernom jedinicom i smjerom. Sila je vektorska veličina jer je osim jakosti sile važan smjer i orjentacija sile. RJEŠENJE 8

Koje sile djeluju na daljinu? n n Na daljinu djeluju gravitacijska sila, električna sila i magnetska sila. Sve ostale sile djeluju samo pri neposrednom dodiru. Na primjer magnet ne mora dotaknuti komad željeza da bi ga privukao već djeluje na udaljenosti od nekoliko centimetara. Električna sila djeluje na manjim udaljenostima a gravitacijska sila djeluje na mnogo većim udaljenostima. RJEŠENJE 9

Koje sile mogu biti i privlačne i odbojne a koje samo privlačne? • Magnetska, električna i elastične sile mogu biti i privlačne i odbojne a gravitacijska sila je uvijek privlačna. • U nekim oprugama elastična sila djeluje tako da širi oprugu a u nekim slučajevima skuplja oprugu. Zbog djelovanja gravitacijske sile uteg rasteže oprugu a elastična sila koja se javlja u opruzi nastoji skupiti oprugu. Zbog djelovanja gravitacijske sile uteg pritišće oprugu a elastična sila koja se javlja u opruzi nastoji raširiti oprugu. RJEŠENJE 10

Koje sile mogu biti i privlačne i odbojne a koje samo privlačne? • Magnetska, električna i elastične sile mogu biti i privlačne i odbojne a gravitacijska sila je uvijek privlačna. • Suprotni magnetski polovi se privlače a jednaki polovi se odbijaju. 11

Koje sile mogu biti i privlačne i odbojne a koje samo privlačne? • Magnetska, električna i elastične sile mogu biti i privlačne i odbojne a gravitacijska sila je uvijek privlačna. • Suprotni električni naboji se privlače a jednaki električni naboji se odbijaju. + + Odbojna sila – – Odbojna sila + – Privlačna sila 12

Koje sile mogu biti i privlačne i odbojne a koje samo privlačne? • Magnetska, električna i elastične sile mogu biti i privlačne i odbojne a gravitacijska sila je uvijek privlačna. • Gravitacijska sila uvijek djeluje prema središtu Zemlje. 13

Ako na oprugu objesimo uteg od 200 g ona se produlji za 3 cm. Koliko će se ista opruga produljiti ako na nju objesimo uteg od 400 g. Objasni. n n n Produljenje opruge je proporcionalno sili koja oprugu rasteže. 400 g je dvostruko više od 200 g pa će se i opruga dvostruko više produljiti. Ako na oprugu objesimo uteg od 400 g njena duljina će se promijeniti 6 cm. RJEŠENJE 14

Opruga je duga 15 cm. Ako na nju objesimo uteg od 100 g njena se duljina poveća na 17 cm. Kolika će biti duljina opruge ako na nju objesimo uteg od 150 g? Objasni. n Produljenje opruge je proporcionalno sili koja oprugu rasteže a sila je proporcionalna masi utega kojeg objesimo na oprugu. Masa utega: Produljenje opruge (∆l): 100 g 7 cm – 15 cm = 2 cm 150 g ∆l = ? . 100 : 150 = 2 : ∆l 100 · ∆l = 150 · 2 Ukupna duljina opruge iznosi 100 · ∆l = 300 l = 15 cm + 3 cm = 18 cm. ∆l = 3 cm RJEŠENJE 15

Ako oprugu rastegnemo silom od 400 N duljina opruge se poveća za 3. 6 cm. Kolika sila djeluje na oprugu ako se njena duljina povećala za 5. 4 cm? Produljenje opruge je proporcionalno sili koja oprugu rasteže. Sila (F) Produljenje opruge (∆l) 400 N 3. 6 cm F=? 5. 4 cm F : 400 = 5. 4 : 3. 6 · F = 400 · 5. 4 3. 6 F = 2160 Na oprugu djeluje sila F = 600 N. n RJEŠENJE 16

Školski dinamometar mjeri sile od najviše 5 N i pri tom se rastegne za 12. 5 cm. Kolika je konstanta elastičnosti opruge? F=5 N ∆l = 12. 5 cm = 0. 125 m F = k · ∆l k = F : ∆l k = 5 N : 0. 125 m k = 40 N/m RJEŠENJE 17

Ivan i Marko imaju svaki svoju oprugu. Na oprugu su vješali utege i grafički su prikazali kako se mijenjala duljina opruge. a) Kolika je bila duljina nerastegnute opruge? b) Kolika je bila duljina opruge kada su na nju djelovali silom od 10 N? n Duljina neopterećene opruge je 20 cm. n Nakon djelovanja sile od 10 N Markova opruga je duga 45 cm a Ivanova opruga je duga 30 cm. RJEŠENJE 18

Ivan i Marko imaju svaki svoju oprugu. Na oprugu su vješali utege i grafički su prikazali kako se mijenjala duljina opruge. c) Kolika je konstanta elastičnosti opruga? n Markova opruga: F = 10 N l = 30 cm - 20 cm l = 10 cm = 0. 1 m k = 10 : 0. 1 = 100 N/m n Ivanova opruga: F = 10 N l = 45 cm - 20 cm l = 25 cm = 0. 25 m k = 10 : 0. 25 = 40 N/m 19

Masa tijela je 750 g. Kolika je težina tog tijela? m = 750 g = 0. 75 kg g = 9. 81 N/kg 10 N/kg FG = m · g FG = 0. 75 · 10 FG = 7. 5 N RJEŠENJE 20

Težina tijela je 7560 N. Kolika je masa tog tijela? Koliko je to u tonama? FG = 7560 N g = 9. 81 N/kg 10 N/kg FG = m · g m = FG : g m = 7560 : 10 m = 756 kg = 0. 756 t RJEŠENJE 21

Težina željeznog zupčanika je 75 N. Koliki je volumen tog zupčanika? Gustoća željeza je 7900 kg/m 3. FG = 12. 5 N g = 9. 81 N/kg 10 N/kg FG = m · g m = F G : g m = 12. 5 : 10 m = 1. 25 kg Gustoća: V = 0. 00016 m 3 = = 0. 16 dm 3 RJEŠENJE 22

Gustoća maslinovog ulja je 0. 9 g/cm 3. Kolika je težina 1 litre ulja? = 0. 9 g/cm 3 = 900 kg/m 3 V = 1 l = 0. 001 m 3 g = 9. 81 N/kg 10 N/kg FG = m · g m= ·V m = 900 · 0. 001 = 0. 9 kg FG = 0. 9 · 10 FG = 9 N RJEŠENJE 23

Svemirska letjelica za istraživanje ima na Zemlji masu 11. 3 t. a) Kolika je njena težina na Zemlji? b) Kolika je masa letjelice na Mjesecu? c) Kolika je težina letjelice na Mjesecu? Gravitacija na Mjesecu iznosi 1. 6 N/kg. a) Težina na Zemlji: m = 11. 3 t = 11 300 kg g = 9. 81 N/kg 10 N/kg FG = m · g FG = 11 300 · 10 FG = 113 000 N = 113 k. N RJEŠENJE 24

Svemirska letjelica za istraživanje ima na Zemlji masu 11. 3 t. a) Kolika je njena težina na Zemlji? b) Kolika je masa letjelice na Mjesecu? c) Kolika je težina letjelice na Mjesecu? Gravitacija na Mjesecu iznosi 1. 6 N/kg. b) m = 11. 3 t = 11 300 kg obzira gdje tijelo bilo. - Masa se ne mijenja bez c) Težina na Mjesecu: g = 1. 6 N/kg FG = m · g FG = 11 300 · 1. 6 FG = 18 080 N = 18. 08 k. N 25

Uzorci tla što ih je donijela istraživačka sonda sa Marsa na Zemlji imaju masu 9, 3 kg. a) Kolika je njihova težina na Zemlji? b) Kolika je njihova masa na Marsu? c) Kolika je njihova težina na Marsu? Gravitacija na Marsu je 3, 9 N/kg. a) Težina na Zemlji: m = 9. 3 kg g = 9. 81 N/kg 10 N/kg FG = m · g FG = 9. 3 · 10 FG = 93 N RJEŠENJE 26

Svemirska letjelica za istraživanje ima na Zemlji Uzorci tla što ih je donijela istraživačka sonda samasu Marsa 11. 3 t. na Zemlji imaju masu 9. 3 kg. a) težina nana Zemlji? a) Kolikaje jenjena njihova težina Zemlji? b) letjelice b) Kolikaje jemasa njihova masa na na Mjesecu? Marsu? c) letjelice c) Kolikaje jetežina njihova težina na na Mjesecu? Marsu? Gravitacija 1. 6 N/kg. Gravitacija na na Mjesecu Marsu je iznosi 3, 9 N/kg. b) m = 9. 3 kg tijelo bilo. - Masa se ne mijenja bez obzira gdje c) Težina na Marsu: g = 3. 9 N/kg FG = m · g FG = 9. 3 · 3. 9 FG = 36. 27 N 27

Maji je pala igračka u more. Težina igračke je 25 N a uzgon kojim voda djeluje na igračku je 30 N. a) Dali će igračka potonuti ili isplivati? b) Kolika je rezultanta koja djeluje na igračku? c) Prikaži sile grafički. a) Težina djeluje prema dolje a uzgon prema gore. Pošto je uzgon veći igračka će isplivati. b) Sile djeluju u suprotnim smjerovima pa rezultantu dobijemo tako da sile oduzmemo. c) UZGON SILA TEŽA R = 30 N - 25 N = 5 N RJEŠENJE 28

Josip želi pomaknuti stol i gura ga silom od 350 N. Pomaže mu mlađi brat gurajući stol silom od 175 N. Izračunaj rezultantu i prikaži sile grafički. Sile su jednake orjentacije pa rezultantu izračunamo tako da zbrojimo iznose sila. R = 350 N +175 N R = 525 N F 1 Sila F 1 je dvostruko veća od F 2 sile F 2 pa je i vektor koji prikazuje silu F 1 dvostruko dulji. RJEŠENJE 29

Muška i ženska ekipa su odlučile okušati snagu potezanjem konopa, Dječaci su odabrali četvoricu najjačih koji su konop potezali prosječnom silom 497 N. U ženskoj ekipi je bilo 5 djevojaka koje su konop vukle silama od 372 N, 413 N, 298 N, 352 N i 275 N. Tko je pobijedio i kolika je bila rezultantna sila? Ukupna sila kojom dječaci djeluju na konop: F 1 = 4 · 497 N = 1988 N Ukupna sila kojom su djevojčice djelovale na konop: F 2 = 372 N + 413 N + 298 N + 352 N + 275 N F 2 = 1679 N Dječaci su pobjedili a rezultanta iznosi: R =1988 N – 1679 N = 309 N RJEŠENJE 30

Izračunaj silu potrebnu da se gura ormar težine 750 N. Faktor trenja između ormara i poda je 30%. FG = 750 N µ = 30 % = 0. 3 Ftr = µ · FG Ftr = 0. 3 · 750 N Ftr = 225 N RJEŠENJE 31

Izračunaj koeficjent trenja između asfalta i kotača automobila mase 1. 3 t ako je sila trenja koja zaustavlja automobil 10 400 N. Ftr = 10 400 N m = 1. 3 t = 1 300 kg FG = m · g FG = 1 300 · 10 FG = 13 000 N RJEŠENJE 32

Odredi približno gdje se nalazi težište tijela na slici. Lopta ima težište u središtu. Zupčanik ima težište u središtu rupe za osovinu. Kocka ima težište u sjecištu dijagonala. RJEŠENJE 33

Koja boca je najstabilnija? Objasni. a) Boca A stoji na stolu većom površinom, ima veći oslonac pa je stabilnija. b) Boca B ima težište najniže a oslonac im je jednak. Što je težište niže to je boca stabilnija. RJEŠENJE 34

Da li je poluga na slici u ravnoteži? 80 cm = 0. 8 m F 1 · k 1 = F 2 · k 2 300 N · 1. 5 m = 800 N · 0. 8 m 450 Nm = 640 Nm Poluga nije u ravnoteži. RJEŠENJE 35

Da li je poluga na slici u ravnoteži? F 1 · k 1 = F 2 · k 2 300 N · 2 m = 800 N · 0. 75 m 600 Nm = 600 Nm Poluga je u ravnoteži. RJEŠENJE 36

Na kojoj udaljenosti od uporišta treba sjesti drugi dječak? F 1 · k 1 = F 2 · k 2 400 N · 1 m = 500 N · k 2 Drugi dječak treba sjesti 0. 8 m od uporišta. RJEŠENJE 37

Kolika je težina i kolika je masa prvog dječaka? Poluga je u ravnoteži. F 1 · k 1 = F 2 · k 2 F 1 · 1. 5 m = 440 N · 1. 2 m FG = F 1 = 352 N m = FG : g m = 352 : 10 = 35. 2 kg RJEŠENJE 38

Kolika je sila potrebna da se pomakne kamen mase 75 kg polugom kao na slici? F 1 · k 1 = F 2 · k 2 750 N · 0. 2 m = F 2 · 1 m m = 75 kg FG = m · g FG = 75 · 10 FG = 750 N RJEŠENJE 39

Koliki tlak stvara snijeg mase 1 800 kg jednoliko raspoređen na terasi površine 30 m 2? m = 1 800 kg A = 30 m 2 F = FG = m · g F = 1 800 · 10 F = 18 000 N RJEŠENJE 40

Hidraulična pumpa stvara tlak od 3 bara. Kolikom silom ulje djeluje na klip površine 85 cm 2? p = 3 bara = 300 000 Pa A = 85 cm 2 = 0. 85 m 2 F = FG = m · g F = 1 800 · 10 F = 18 000 N RJEŠENJE 41

Kolikom silom atmosferski tlak na krov površine 80 m 2? Atmosferski tlak iznosi približno 1013 h. Pa. p = 1013 h. Pa = 101 300 Pa A = 80 m 2 F = 101 300 · 80 F = 8 104 000 N = 8 104 k. N RJEŠENJE 42

Na dubini od 4 m u moru djeluje hidrostatski tlak od 404, 17 k. Pa. a) Koliki je tlak na dubini od 25 m? b) Na kojoj dubini djeluje na ronioca tlak 1720 h. Pa? n Hidrostatski tlak je proporcionalan dubini. a) Tlak: Dubina 404, 17 h. Pa = 404 170 Pa 4 m p=? 25 m. p : 404 170 = 25 : 4 4 · p = 404 170 · 25 4 p = 10 104 250 p = 2 526 062. 5 Pa 2 526 k. Pa RJEŠENJE 43

Na dubini od 4 m u moru djeluje hidrostatski tlak od 404, 17 k. Pa. a) Koliki je tlak na dubini oa 25 m? b) Na kojoj dubini djeluje na ronioca tlak 1720 h. Pa? . n Hidrostatski tlak je proporcionalan dubini. b) Tlak: Dubina 4041. 7 h. Pa = 404 170 Pa 4 m 17 200 h. Pa = 1 720 000 Pa h=? . 1 720 000 : 404 170 = h : 4 4 · 1 720 000 = 404 170 · h 6 880 000 = 404 170 h h = 6 880 000 : 404 170 h 17 m 44

Dopuni tablicu preračunavši mjerne jedinice. 5, 2 km = m 350 cm = m 1, 5 t = kg 4 000 kg = t 36 k. N = N 5 200 N = k. N Pa 200 000 Pa = h. Pa 1020 h. Pa = 52 kg = g 1590 g = dag 2, 3 m 2 = cm 2 4400 dm 2 = m 2 RJEŠENJE 45

Dopuni tablicu preračunavši mjerne jedinice. 5, 2 km = 5200 m 350 cm = 3. 5 m 1, 5 t = 1500 kg 4 000 kg = 4 t 36 k. N = 36 000 N 5 200 N = 5. 2 k. N 102 000 Pa 200 000 Pa = 2 000 h. Pa 1020 h. Pa = 52 kg = 52 000 g 1590 g = 159 dag 2, 3 m 2 = 2 300 000 cm 2 4400 dm 2 = 44 m 2 46

Dopuni tablicu. U zagradu upiši oznake fizikalnih veličina i mjernih jedinica. FIZIKALNE VALIČINA MJERNE JEDINICE sila ( F ) njutn ( N ) tlak ( p ) paskal ( Pa ) površina ( A ) kvadratni metar ( m 2 ) masa ( m ) kilogram ( kg ) duljina ( l ) metar ( m ) RJEŠENJE 47

Dopuni tablicu. U zagradu upiši oznake fizikalnih veličina i mjernih jedinica. FIZIKALNE VALIČINA MJERNE JEDINICE sila ( F ) njutn ( N ) tlak ( p ) paskal ( Pa ) površina ( A ) kvadratni metar ( m 2 ) masa ( m ) kilogram ( kg ) duljina ( l ) metar ( m ) RJEŠENJE 48