Test na Kinematika a dynamika: pohyb těles

Otázka 1: Při volném pádu se rychlost tělesa nemění, protože tíhové zrychlení je konstantní.

A. Ano

B. Ne

Vysvětlení: Volný pád je zvláštním a velmi důležitým případem rovnoměrně zrychleného pohybu. U rovnoměrně zrychleného pohybu se rychlost tělesa s časem rovnoměrně mění. To znamená, že i při volném pádu se rychlost tělesa mění, konkrétně se zvětšuje s časem, protože na něj působí konstantní tíhové zrychlení.

Otázka 2: Které veličiny jsou základní pro popis pohybu v kinematice?

A. Dráha, čas, rychlost a síla

B. Dráha, čas, rychlost a zrychlení

C. Hmotnost, čas, rychlost a dráha

D. Rychlost, zrychlení, síla a hmotnost

Vysvětlení: Podle studijních materiálů jsou základními veličinami pro popis pohybu v kinematice dráha (s), čas (t), rychlost (v) a zrychlení (a). Síla a hmotnost jsou klíčovými pojmy dynamiky, která se zabývá příčinami pohybu.

Otázka 3: Při rozkladu gravitační síly na nakloněné rovině je složka rovnoběžná s rovinou vždy menší než složka kolmá na rovinu, pokud je úhel sklonu menší než 45°.

A. Ano

B. Ne

Vysvětlení: Složka rovnoběžná s rovinou je F_gx = F_g · sin(α) a složka kolmá na rovinu je F_gy = F_g · cos(α). Pro úhel sklonu 30° (jak je uvedeno v příkladu), je sin(30°) = 0,5 a cos(30°) ≈ 0,866. V tomto případě je F_gx (0,5 · F_g) menší než F_gy (0,866 · F_g). Nicméně, pro úhel například 60°, je sin(60°) ≈ 0,866 a cos(60°) = 0,5, takže F_gx by byla větší než F_gy. Tudíž tvrzení, že je rovnoběžná složka VŽDY menší než kolmá, když je úhel menší než 45°, je nepravdivé, protože vztah se mění v závislosti na úhlu a není v materiálech specifikován jako pravidlo pro VŽDY menší složku.

Otázka 4: Které tvrzení nejlépe vystihuje Newtonův zákon setrvačnosti?

A. Těleso mění svůj pohybový stav pouze tehdy, když na něj působí vnější síla, která způsobí zrychlení úměrné síle a nepřímo úměrné hmotnosti.

B. Těleso setrvává v klidu nebo v rovnoměrném přímočarém pohybu, pokud na něj působí výsledná síla s nenulovou hodnotou.

C. Těleso zůstává v klidu nebo v rovnoměrném přímočarém pohybu, pokud na něj nepůsobí žádná vnější síla nebo je výslednice sil nulová.

D. Působí-li jedno těleso silou na druhé, působí i druhé na první stejně velkou silou opačného směru.

Vysvětlení: Newtonův zákon setrvačnosti (první Newtonův zákon) jasně stanovuje, že těleso zůstává v klidu nebo v rovnoměrném přímočarém pohybu, pokud na něj nepůsobí žádná vnější síla nebo je výslednice sil nulová. Ostatní možnosti popisují druhý a třetí Newtonův zákon nebo jsou v rozporu se zákonem setrvačnosti.

Otázka 5: Pro výpočet zrychlení bedny je použita celková výsledná síla 100 N a hmotnost 20 kg.

A. Ano

B. Ne

Vysvětlení: Zrychlení (a) bylo vypočítáno pomocí Newtonova druhého zákona jako `a = F_res / m = 65,36 N / 20 kg`. Celková výsledná síla použitá ve výpočtu zrychlení je 65,36 N, nikoliv 100 N.