fisiese wetenskappe fisika werk... · fisika 1. newton se wette newton se eerste wet van beweging...

18
FISIESE WETENSKAPPE FISIKA GRAAD 12 HERSIENING Newton se Wette en Toepassing van Newton se Wette SAAMGESTEL DEUR: G. IZQUIERDO RODRIGUEZ 2020 NOORD KAAP DEPARTEMENT VAN ONDERWYS

Upload: others

Post on 29-Jul-2020

23 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: FISIESE WETENSKAPPE FISIKA WERK... · FISIKA 1. NEWTON SE WETTE Newton se Eerste Wet van Beweging Newton se Tweede Wet van Beweging Newton se Derde Wet van Beweging Newton se Universele

1

Kopiereg voorbehou

FISIESE WETENSKAPPE FISIKA

GRAAD 12 HERSIENING

Newton se Wette en Toepassing van Newton se Wette

SAAMGESTEL DEUR:

G. IZQUIERDO RODRIGUEZ

2020

NOORD KAAP DEPARTEMENT VAN ONDERWYS

Page 2: FISIESE WETENSKAPPE FISIKA WERK... · FISIKA 1. NEWTON SE WETTE Newton se Eerste Wet van Beweging Newton se Tweede Wet van Beweging Newton se Derde Wet van Beweging Newton se Universele

2

Kopiereg voorbehou

FISIKA

1. NEWTON SE WETTE

Newton se Eerste Wet van Beweging

Newton se Tweede Wet van Beweging

Newton se Derde Wet van Beweging Newton se Universele Gravitasie Wet

‘n Liggaam sal in rus bly of teen ‘n konstante snelheid bly voortbeweeg tensy ‘n nie-nul resulterende/netto krag op dit uitgeoefen word.

�⃗⃗� 𝒏𝒆𝒕 = �⃗⃗�

Wanneer ‘n resulterende/netto krag op ‘n voorwerp uitgeoefen word, sal die voorwerp versnel in die rigting van die krag teen ‘n versnelling direk eweredig aan die krag en omgekeerd eweredig aan die massa van die voorwerp.

�⃗⃗� 𝒏𝒆𝒕 = 𝒎�⃗⃗� OF �⃗⃗� =�⃗⃗� 𝒏𝒆𝒕

𝒎

Wanneer een liggaam ‘n krag uitoefen op ‘n tweede liggaam, sal die tweede liggaam ‘n soortgelyke krag, gelyk in grootte en teenoorgesteld in rigting uitoefen op die eerste liggaam.

�⃗⃗� 𝑨𝑩 = −�⃗⃗� 𝑩𝑨

Elke liggaam in die heelal trek elke ander liggaam aan met ‘n krag wat direk eweredig is aan die produk van hulle massas en omgekeerd eweredig aan die kwadraat van die afstand tussen hulle middelpunte.

𝑭𝒈 =𝑮𝒎𝟏𝒎𝟐

𝒓𝟐

VERSKILLENDE TIPES KRAGTE

Normaal Krag Gewig Wrywingskrag

Krag of die komponent van ‘n krag wat ‘n oppervlakte uitoefen op ‘n voorwerp waarmee dit in kontak is. Hierdie krag is loodreg op

die oppervlakte. �⃗⃗�

Gewig (�⃗⃗� ) is die gravitasie krag wat die Aarde uitoefen op ’n voorwerp of massa m.

�⃗⃗⃗� = 𝒎�⃗⃗� �⃗⃗� - versnelling agv gravitasie.

�⃗⃗� ≈ 𝟗, 𝟖 𝑚/𝑠2 naby aan die oppervlakte van die Aarde. Gebruik hierdie vergelyking om die versnelling van enige ander planeet te bereken:

𝒈 =𝑮𝑴

𝒓𝟐

Wrywingskrag is die parallelle komponent van die krag wat deur die oppervlak uitgeoefen word wanneer die voorwerp beweeg of poog om te beweeg en teen die relatiewe beweging of neiging van beweging

Statiese wrywingskrag ( fs) is die krag, relatief tot die oppervlakte, wat die neiging van ‘n stilstaande voorwerp om te beweeg, teëwerk.

𝒇𝒔𝒎𝒂𝒙 = 𝝁𝒔𝑵

Kinetiese wrywingskrag (fk ) is die krag wat die beweging van ‘n bewegende voorwerp relatief tot die oppervlakte teëwerk.

𝒇𝒌 = 𝝁𝒌𝑵 Jy moet weet dat ‘n wrywingskrag: is eweredig aan die normaalkrag is onafhanklik van die oppervlakte van kontak is onafhanklik van die snelheid van die beweging

NOTA:

o As ‘n krag ( F ) parallel aan die oppervlakte toegepas word op ‘n liggaam en die liggaam beweeg nie, is F net so groot soos die statiese wrywingskrag.

o Die statiese wrywingskrag is ‘n maksimum (𝑓𝑠𝑚𝑎𝑥) net voordat die voorwerp begin om te beweeg oor die

oppervlakte. o As die toegepaste krag groter is as (𝑓𝑠

𝑚𝑎𝑥), sal die resultante krag die voorwerp laat versnel.

A

Q

B

Q

�⃗⃗� 𝑨𝑩 �⃗⃗� 𝑩𝑨

Page 3: FISIESE WETENSKAPPE FISIKA WERK... · FISIKA 1. NEWTON SE WETTE Newton se Eerste Wet van Beweging Newton se Tweede Wet van Beweging Newton se Derde Wet van Beweging Newton se Universele

3

Kopiereg voorbehou

Stappe om probleme van Newton se wette op te los: Stap 1: Lees die probleem soveel keer as wat jy nodig het. Stap 2: Skets die probleem as dit nodig is. Stap 3: Teken 'n kragtediagram vir die situasie. Stap 4: Teken 'n vryliggaamdiagram; jy moet die kragte in komponent los op die Cartesiese vlak. Stap 5: Lys al die inligting wat gegee word en omgeskakel word na SI-eenhede as dit nodig is. Stap 6: Bepaal watter fisiese beginsel kan die probleem op te los. Stap 7: Gebruik die beginsel van die vraag op te los, wat dikwels deur die vervanging van numeriese waardes in 'n gepaste vergelyking. Stap 8: Maak seker dat die vraag beantwoord is en dat die antwoord sin maak.

VOORBEELD VRAAG 1

Twee bloke van 25 kg en 15 kg is verbind met ‘n ligte onrekbare tou op ‘n horisontale

oppervlak. ‘n Krag met ‘n grootte van 240 N word toegepas op die blok van 15 kg wat ‘n

hoek van 30° met die horisontaal vorm, soos aangedui in die onderstaande skets. Die

kinetiese wrywingskoëffisiënt is 0,20.

1.1 Stel Newton se Tweede Bewegingswet in woorde. (2)

1.2 Teken ‘n vryliggaamdiagram vir die blok van 25 kg. (4)

1.3 Bereken die grootte van die versnelling van die blokke. (8)

1.4 Berekend die grootte van die spankrag in die verbindingskoord. (4)

1.5 Moderne motors word aangepas met traagheid oprolsitplekgordels om

passasiers te beskerm in die geval van ‘n ongeluk. In Suid-Afrika sterf daar

jaarliks ‘n groot aantal kinders omdat hulle nie sitplekgordels gebruik tydens

ongelukke nie.

1.5.1. Watter EEN van Newton se bewegingswette beskryf die gebruik van

sitplekgordels?

(3)

25 kg 15 kg

F=240 N

300

Page 4: FISIESE WETENSKAPPE FISIKA WERK... · FISIKA 1. NEWTON SE WETTE Newton se Eerste Wet van Beweging Newton se Tweede Wet van Beweging Newton se Derde Wet van Beweging Newton se Universele

4

Kopiereg voorbehou

1.5.2. Verduidelik hoekom sitplekgordels noodsaaklik is om die risiko vir

beserings tydens ongelukke te verminder.

[21]

OPLOSSING

1.1 As ‘n resulterende / netto krag op ‘n voorwerp inwerk, sal die voorwerp versnel in die rigting van die resulterende / netto krag. Die versnelling van die voorwerp is direk eweredig aan die resulterende / netto kragen en omgekeerd eweredig aan die massa van die voorwerp.

(2)

1.2

(4)

1.3 Option 1

𝐹 𝑅 = 𝑚1𝑎 Vir blok 1:

�⃗� + 𝐹 𝑓1 = 𝑚1𝑎𝑥

𝑇 − 𝐹𝑓1 = 𝑚1𝑎𝑥

𝑇 − 𝜇𝑚1𝑔 = 𝑚1𝑎𝑥 (1) Vir blok 2:

𝐹 𝑅2𝑥 = 𝑚2𝑎

𝐹 𝑥 + �⃗� + 𝐹 𝑓2 = 𝑚2𝑎𝑥

𝐹𝑥 − 𝑇 − 𝐹𝑓2 = 𝑚2𝑎𝑥

𝐹 cos 30𝑜 − 𝑇 − 𝜇𝑁2 = 𝑚1𝑎𝑥

𝐹 cos 30𝑜 − 𝑇 − 𝜇(𝑚2𝑔 − 𝐹 sin 30𝑜) = 𝑚2𝑎𝑥 (2) Toevoeging van vergelyking (1) en (2).

𝑇 − 𝜇𝑚1𝑔 + 𝐹 cos 30𝑜 − 𝑇 − 𝜇(𝑚2𝑔 − 𝐹 sin 30𝑜) = 𝑚1𝑎𝑥 + 𝑚2𝑎𝑥 −𝜇𝑚1𝑔 + 𝐹 cos 30𝑜 − 𝜇(𝑚2𝑔 − 𝐹 sin 30𝑜) = (𝑚1 + 𝑚2)𝑎𝑥 [−(0,20)(25)(9,8)]+ 240 cos 30𝑜 − 0,2[(15)(9,8))− (240 sin 30𝑜)] =(25 + 15)𝑎𝑥 −49 + 207,85 − 0,2(147 − 120) = 40𝑎𝑥 −49 + 207,85 − 5,4 = 40𝑎𝑥

𝑎 = 3,84𝑚 ∙ 𝑠−2

�⃗⃗�

�⃗⃗� 𝒈

�⃗⃗�

�⃗� 𝒌

Enige een

Enige een

Page 5: FISIESE WETENSKAPPE FISIKA WERK... · FISIKA 1. NEWTON SE WETTE Newton se Eerste Wet van Beweging Newton se Tweede Wet van Beweging Newton se Derde Wet van Beweging Newton se Universele

5

Kopiereg voorbehou

(8)

1.4 Opsie1 (gebruik blok 1)

𝐹 𝑅𝑥𝐴 = 𝑚𝐴𝑎 𝑥 𝑇 − 𝑓𝑓 = 𝑚𝐴𝑎 𝑥

𝑇 − 𝜇𝑚𝐴𝑔 = 𝑚𝐴𝑎 𝑥

𝑇 − (0,2)(25)(9,8) = (25)(3,84) 𝑇 = 145𝑁 Opsie 2: ( gebruik blok 2)

𝐹 𝑅𝑥𝐵 = 𝑚𝐵𝑎 𝑥 𝐹𝐴𝑋 − 𝑇 − 𝑓𝑓 = 𝑚𝐵𝑎 𝑥

𝐹 cos 30 − 𝑇 − 𝜇(𝑚𝐵𝑔 − 𝐹 sin 30) = 𝑚𝐵𝑎 𝑥 240 cos 30 − 𝑇 − 0,2[(15)(9,8) − 240 sin 60)] = (15)(3,84)

207,85 − 𝑇 − 0,2(27) = 57,6

207,85 − 𝑇 − 5,4 = 57,6 𝑇 = 144,85 𝑁 = 145 𝑁

(4)

1.5 1.5.1. Newton se Eerste bewegingswet 1.5.2.. Wanneer die motor stadiger beweeg, hou die passasiers aan om vorentoe te beweeg as gevolg van traagheid. Die sitplekgordel oefen ‘n krag op die passasier uit en dit veroorsaak dat die passasier saam met die motor stadiger beweeg.

(3) [21]

Enige een

Enige een

Page 6: FISIESE WETENSKAPPE FISIKA WERK... · FISIKA 1. NEWTON SE WETTE Newton se Eerste Wet van Beweging Newton se Tweede Wet van Beweging Newton se Derde Wet van Beweging Newton se Universele

6

Kopiereg voorbehou

VRAAG 1: MEERVOUDIGEKEUSE-VRAE Vier opsies word as moontlike antwoorde op die volgende vrae gegee. Elke vraag het slegs EEN korrekte antwoord. Kies die antwoord en skryf slegs die letter (A–D) langs die vraagnommer (1.1–1.10) in die ANTWOORDEBOEK neer, byvoorbeeld 1.11 D.

1.1 Twee kragte, F1 en F2, word toegepas op 'n krat wat op 'n wrywinglose,

horisontale oppervlak lê, soos in die diagram hieronder aangetoon. Die grootte van krag F1 is groter as dié van krag F2.

Die krat sal …

A

B C D

na oos versnel. na wes versnel. teen 'n konstante spoed na oos beweeg. teen 'n konstante spoed na wes beweeg.

(2) 1.2 'n Persoon staan op 'n badkamerskaal wat in newton gekalibreer is, in

'n stilstaande hysbak. Die lesing op die badkamerskaal is w.

Die hysbak beweeg nou teen 'n konstante opwaarts versnelling van 4

1g,

waar g die gravitasionele versnelling is. Wat sal die lesing op die badkamerskaal nou wees?

A 1

4w

(2)

B 3

4w

C

w

D 5

4w

F1 F2 W O

S

N

Page 7: FISIESE WETENSKAPPE FISIKA WERK... · FISIKA 1. NEWTON SE WETTE Newton se Eerste Wet van Beweging Newton se Tweede Wet van Beweging Newton se Derde Wet van Beweging Newton se Universele

7

Kopiereg voorbehou

d

2m m

1.3 'n Netto krag F wat op 'n liggaam met massa m inwerk, veroorsaak 'n

versnelling a. Indien dieselfde netto krag F op 'n liggaam met massa 2m toegepas word, sal die versnelling van die liggaam ... wees.

A

B C D

¼a ½a 2a 4a

(2) 1.4 Twee voorwerpe met massas 2m en m word gerangskik soos in die diagram

hieronder.

Watter EEN van die veranderings hieronder sal die GROOTSTE toename in

die gravitasiekrag veroorsaak wat die een massa op die ander uitoefen?

A

B C D

Halveer die afstand tussen die massas. Halveer die kleiner massa. Verdubbel die afstand tussen die massas. Verdubbel die groter massa.

(2)

1.5 Die geneigdheid van 'n voorwerp om in rus te bly of om sy uniforme beweging in 'n reguitlyn voort te sit, staan as ... bekend.

A

B C D

traagheid versnelling Newton se Derde Wet Newton se Tweede Wet

(2)

Page 8: FISIESE WETENSKAPPE FISIKA WERK... · FISIKA 1. NEWTON SE WETTE Newton se Eerste Wet van Beweging Newton se Tweede Wet van Beweging Newton se Derde Wet van Beweging Newton se Universele

8

Kopiereg voorbehou

1.6 Die massa van 'n ruimtevaarder op Aarde is M. Op 'n hoogte gelyk aan twee maal die radius van die Aarde, sal die massa van die ruimtevaarder ... wees.

A

B

C

D

41 M

91 M

M

2 M

(2)

1.7 Die fisiese hoeveelheid wat 'n kwantitatiewe maatstaf is van die weerstand van 'n

voorwerp teen enige verandering in sy toestand van rus of beweging word ... genoem.

A gewig

B massa

C versnelling

D wrywing (2) 1.8 Die grootte van die gravitasieversnelling op die Aarde is g. Wat sal die waarde

van die gravitasie versnelling op planeet X wees, wat dieselfde massa as Aarde het, maar helfte van die radius?

A 1

4𝑔

B

1

2𝑔

C 2𝑔

D 4𝑔 (2)

Page 9: FISIESE WETENSKAPPE FISIKA WERK... · FISIKA 1. NEWTON SE WETTE Newton se Eerste Wet van Beweging Newton se Tweede Wet van Beweging Newton se Derde Wet van Beweging Newton se Universele

9

Kopiereg voorbehou

1.9 'n Blok word op 'n oppervlakte met weglaatbare weerstand geplaas. Kragte F

en 2F werk in op die blok soos aangedui hieronder. Watter EEN van die volgende is die korrekte beskrywing van die beweging van

die blok? A

B

C

D

Die blok beweeg teen konstante snelheid na regs.

Die blok beweeg met toenemende versnelling na regs.

Die blok beweeg met konstante versnelling na regs.

Die blok beweeg met konstante versnelling na links.

(2)

1.10 1.1 Gelyke kragte werk in op elk van die twee voorwerpe, A en B, in, soos

getoon hieronder aangetoon. Die massa van B is drie keer die massa van A. Ignoreer die effek van wrywing . As die tempo van verandering in snelheid van voorwerp B X is, dan is die tempo van verandering in snelheid van voorwerp A ...

A

𝑿

9

B 𝑿

3

C 𝑿

D 3 𝑿 (2)

[20]

2F F

A B 𝐹

𝐹

Page 10: FISIESE WETENSKAPPE FISIKA WERK... · FISIKA 1. NEWTON SE WETTE Newton se Eerste Wet van Beweging Newton se Tweede Wet van Beweging Newton se Derde Wet van Beweging Newton se Universele

10

Kopiereg voorbehou

VRAAG 2 (DBE/ Nov 2015) 2.1 Twee blokke met massa M kg en 2,5 kg onderskeidelik word met 'n ligte,

onrekbare toutjie verbind. Die toutjie beweeg oor 'n ligte, wrywinglose katrol, soos in die diagram hieronder getoon. Die blokke is in rus.

2.1.1 Stel Newton se DERDE wet in woorde. (2)

2.1.2 Bereken die spanning in die toutjie. (3)

Die statiese wrywingskoëffisiënt (μs) tussen die onbekende massa M en die oppervlak van die tafel is 0,2.

2.1.3 Bereken die minimum waarde van M wat sal voorkom dat die blokke

beweeg.

(5) Die blok met onbekende massa M word nou deur 'n blok met massa

5 kg vervang. Die 2,5 kg-blok versnel nou afwaarts. Die kinetiese wrywingkoëffisiënt (µk) tussen die 5 kg-blok en die oppervlak van die tafel is 0,15.

2.1.4 Bereken die grootte van die versnelling van die 5 kg-blok. (5)

2.2 'n Klein hipotetiese planeet X het 'n massa van 6,5 x 1020 kg en 'n radius van

550 km. Bereken die gravitasiekrag (gewig) wat planeet X op 'n 90 kg-rots op hierdie planeet se oppervlak uitoefen.

(4) [19]

2,5 kg

M kg

tafel

Page 11: FISIESE WETENSKAPPE FISIKA WERK... · FISIKA 1. NEWTON SE WETTE Newton se Eerste Wet van Beweging Newton se Tweede Wet van Beweging Newton se Derde Wet van Beweging Newton se Universele

11

Kopiereg voorbehou

6 000 m

Grondvlak

VRAAG 3 (DBE/Feb.–Mrt. 2016) 3.1 'n 5 kg-massa en 'n 20 kg-massa is verbind met 'n ligte, onrekbare toutjie wat

oor 'n ligte, wrywinglose katrol beweeg. Die 5 kg-massa word aanvanklik in rus gehou op 'n horisontale oppervlak, terwyl die 20 kg-massa vertikaal afwaarts hang, 6 m bokant die grond, soos in die diagram hieronder getoon. Die diagram is nie volgens skaal geteken nie.

Wanneer die stilstaande 5 kg-massa losgelaat word, begin die twee massas

beweeg. Die kinetiese wrywingskoëffisiënt, μk, tussen die 5 kg-massa en die horisontale oppervlak is 0,4. Ignoreer die effekte van lugwrywing.

31.1 Bereken die versnelling van die 20 kg-massa. (5)

3.1.2 Bereken die spoed van die 20 kg-massa wanneer dit die grond tref. (4)

3.1.3 Op watter minimum afstand vanaf die katrol moet die 5 kg-massa

aanvanklik geplaas word sodat die 20 kg-massa net die grond tref?

(1) 3.2 'n Persoon met massa 60 kg klim na die kruin van 'n berg wat 6 000 m bo

grondvlak is.

3.2.1 Stel Newton se Universele Gravitasiewet in woorde. (2) 3.2.2 Bereken die verskil in die gewig van die klimmer by die kruin van die

berg en op grondvlak.

(6) [18]

5 kg

6 m

20 kg

Page 12: FISIESE WETENSKAPPE FISIKA WERK... · FISIKA 1. NEWTON SE WETTE Newton se Eerste Wet van Beweging Newton se Tweede Wet van Beweging Newton se Derde Wet van Beweging Newton se Universele

12

Kopiereg voorbehou

VRAAG 4 (DBE/November 2016) 'n Leerder bou 'n speelding wat hy kan stoot deur twee blokke met massa 1,5 kg en 3 kg onderskeidelik te gebruik. Die blokke word met 'n massalose, onrekbare toutjie verbind. Die leerder pas dan 'n krag van 25 N teen 'n hoek van 30° op die 1,5 kg-blok toe deur middel van 'n ligte stewige staaf wat veroorsaak dat die speelding oor 'n plat, ruwe, horisontale oppervlak beweeg, soos in die diagram hieronder getoon.

Die kinetiese wrywingkoëffisiënt (µk) tussen die oppervlak en elke blok is 0,15.

4.1 Stel Newton se Tweede Bewegingswet in woorde. (2)

4.2 Bereken die grootte van die kinetiese wrywingskrag wat op die 3 kg-blok

inwerk.

(3)

4.3 Teken 'n benoemde vrye kragtediagram wat AL die kragte toon wat op die 1,5 kg-blok inwerk.

(5)

4.4 Bereken die grootte van die:

4.4.1 Kinetiese wrywingskrag wat op die 1,5 kg-blok inwerk (3)

4.4.2 Spanning in die toutjie wat die twee blokke verbind (5) [18]

3 kg 1,5 kg

25 N

30°

Page 13: FISIESE WETENSKAPPE FISIKA WERK... · FISIKA 1. NEWTON SE WETTE Newton se Eerste Wet van Beweging Newton se Tweede Wet van Beweging Newton se Derde Wet van Beweging Newton se Universele

13

Kopiereg voorbehou

VRAAG 5 (NC Voorbereidingseksamen 2019) 'n Blok A met 'n massa van 4 kg wat op 'n ruwe horisontale tafel rus, is met 'n ligte onelastiese toutjie wat oor 'n ligte, wrywinglose katrol gaan, aan 'n ander blok B met 'n massa van 8 kg vasgeheg. 'n Krag van grootte 96 N word vertikaal opwaarts op blok B toegepas, soos in die diagram hieronder getoon.

Die kinetiese wrywingskrag wat op blok A inwerk, is 11,76 N. Ignoreer die effekte van lugweerstand. 5.1 Stel Newton se tweede bewegingswet in woorde.

(2) 5.2 Teken 'n benoemde vrye kragtediagram (vrye liggaamsdiagram) vir blok B.

(3) 5.3 Bereken die grootte van die:

5.3.1 Normaalekrag wat op blok A inwerk (3)

5.3.2 Spanningskrag wat op blok A inwerk (6) [14]

A

B 8 kg

4 kg

F = 96 N

Page 14: FISIESE WETENSKAPPE FISIKA WERK... · FISIKA 1. NEWTON SE WETTE Newton se Eerste Wet van Beweging Newton se Tweede Wet van Beweging Newton se Derde Wet van Beweging Newton se Universele

14

Kopiereg voorbehou

VRAAG 6 (NC Voorbereidingseksamen 2017) Twee blokke A en B met gelyke massa van 0.2 kg, gly langs ‘n skuinsvlak af soos

aangetoon in die onderstaande skets. Die koëffisient van kinetiese wrywing tussen blok

A en die skuisvlak is µA = 0.01 en die koëffisient van kinetiese wrywing tussen blok B

en die skuisvlak is µB = 1.00.

6.1 Noem Newton se Tweede bewegingswet in woorde. (2)

6.2 Skets ‘n benoemde vryliggaam diagram wat AL die kragte wat op blok A

inwerk, aan toon terwyl dit afgly langs die skuinsvlak.

(4)

6.3 Bereken die versnelling van die twee blokke. (8)

6.4 Bereken die grootte van die krag wat blok B op blok A uitoefen. (3)

6.5 Die sisteem word op die Maan geplaas waar die grootte van die versnelling

weens gravitasie 1,62 m.s-2 is. Hoe sal dit die versnelling van die bloke in

vraag 6.3 bereken, beinvloed? Skryf slegs TOENEEM, AFNEEM of BLY

DIESELFDE. Verduidelik jou antwoord.

(3) [20]

450

Page 15: FISIESE WETENSKAPPE FISIKA WERK... · FISIKA 1. NEWTON SE WETTE Newton se Eerste Wet van Beweging Newton se Tweede Wet van Beweging Newton se Derde Wet van Beweging Newton se Universele

15

Kopiereg voorbehou

VRAAG NC/Junie 2017) Twee blokke met massas 10 kg en 3 kg respektiewelik is verbind met ‘n ligte nie-rekbare

tou wat oor ‘n ligte wrywinglose katrol loop soos getoon in die diagram hieronder. Die 10

kg blok ervaar ‘n wrywingskrag van 8 N, die kinetiese wrywingskoeffisïent tussen die 3

kg blok en die oppervlak van die skuinsvlak is 0,30. ‘n Trekkrag van 12 N word toegepas

op die 3 kg blok en die hoek tussen die skuinsvlak en die horisontaal is 600 .

7.1 Gee Newton se tweede bewegingswet in woorde. (2)

7.2. Teken ‘n benoemde vrye liggaamdiagram wat al die kragte wat op die 3 kg blok

inwerk, toon.

(5)

7.3 Definieer kinetiese wrywingkrag in woorde. (2)

7.4 Bereken:

7.4.1 Die grootte van die wrywingskrag wat op die 3 kg blok inwerk. (4)

7.4.2 Die spanning T in die tou. (6)

7.4 Hoe gaan die grootte van die wrywingskrag wat op die 3 kg blok inwerk vergelyk

met jou antwoord in VRAAG 7.4.1 indien die 12 N krag nou toegepas word

wanneer dit teen ‘n hoek van 60o met die oppervlak van die skuinsvlak? Skryf

slegs neer GROTER AS, GELYK AAN of MINDER AS.

(1)

[20]

10 kg

12 N

Page 16: FISIESE WETENSKAPPE FISIKA WERK... · FISIKA 1. NEWTON SE WETTE Newton se Eerste Wet van Beweging Newton se Tweede Wet van Beweging Newton se Derde Wet van Beweging Newton se Universele

16

Kopiereg voorbehou

VRAAG 8 (NC/September 2014) Twee massastukke van 4 kg en 2 kg verbind met ‘n ligte, onrekbare tou beweeg oor ‘n wrywinglose katrol soos hieronder aangedui. Die massas van die katrol en tou kan geïgnoreer word. Die stelsel van massastukke word nou uit rus vrygestel.

8.1 Teken ‘n vryliggaamdiagram van AL die kragte wat op die 4 kg massastuk

inwerk.

(2) 2.2 Skryf Newton se tweede wet van beweging in woorde neer. (2)

8.3 Bereken die grootte van die:

8.3.1 versnelling van die stelsel. (5)

8.3.2 spanning in die verbindingstou. (3) 8.4 Hoe vergelyk die grootte van die netto krag op die 2 kg massastuk met die

nettokrag op die 4 kg massastuk?

Skryf slegs neer GROTER AS, KLEINER AS of GELYK AAN.

(1)

[13]

m1

m2

Page 17: FISIESE WETENSKAPPE FISIKA WERK... · FISIKA 1. NEWTON SE WETTE Newton se Eerste Wet van Beweging Newton se Tweede Wet van Beweging Newton se Derde Wet van Beweging Newton se Universele

17

Kopiereg voorbehou

3 kg

20o

VRAAG 9 (FS-NC Voorbereidingseksamen 2017 ) 'n 5 kg blok, wat in rus verkeer op 'n ruwe horisontale oppervlak, word verbind deur 'n ligte onrekbare tou oor 'n ligte wrywinglose katrol aan 'n tweede blok met massa 3 kg wat vertikaal hang. 'n Toegepaste krag F werk in op die 5 kg blok soos getoon in die diagram hieronder en die koëffisiënt van kinetiese wrywing tussen die 5 kg blok en die oppervlak is 0,2. Die 5 kg blok versnel na links.

F

9.1 Definieer die term wrywingskrag. (2)

9.2 Bereken die grootte van die:

9.2.1 Vertikale komponent van F indien die grootte van die horisontale komponent van F gelyk is aan 38 N

(2)

9.2.2 Normaalkrag wat op die 5 kg blok inwerk (3)

9.3 Stel Newton se Tweede bewegingswet. (2)

9.4 Teken 'n benoemde vrye kragtediagram om al die kragte aan te dui wat op die 3 kg blok inwerk.

(2)

9.5 Bereken die grootte van die spanningskrag in die tou wat die twee blokke verbind.

(6)

[17]

5 kg

Page 18: FISIESE WETENSKAPPE FISIKA WERK... · FISIKA 1. NEWTON SE WETTE Newton se Eerste Wet van Beweging Newton se Tweede Wet van Beweging Newton se Derde Wet van Beweging Newton se Universele

18

Kopiereg voorbehou

VRAAG 10

Twee blokke met massas van m1 = 8 Kg en m2 = 16 Kg word verbind met ‘n ligte tou. Die

blokke sisteem gly af ‘n ruwe helling wat ‘n hoek van 30º met die horisontaal maak. Die

grootte van die wrywingskrag op blok 1 is 16 N en die grootte van die wrywingskrag op

blok 2 is 62 N.

10.1 Stel Newton se Tweede Bewegingswet in woorde. (2)

10.2 Teken ‘n vryeliggaam diagram van al die kragte op blok 2. (4)

10.3 Bereken die:

10.3.1 Versnelling van die blokke. (6)

10.3.2 Grootte van die spanningskrag uitgeoefen op die blokke. (3)

[15]

m1

m2

30o