home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Investigating Forces & Motion / Investigating Forces and Motion (1998)(Granada Learning).iso / data / topic9 / question.dat < prev    next >
INI File  |  1998-02-10  |  10KB  |  335 lines
  1. [question1]
  2. type:1
  3. image:9g19
  4. caption:\
  5. Which one of the four forces below will exactly balance the force on \
  6. this mass?<p>
  7. correct:c
  8. wrong1:b
  9. wrong2:a
  10. wrong3:d
  11. feedback:\
  12. To balance the first force, the second force must be equal and \
  13. opposite.<p>
  14.  
  15. [question2]
  16. type:2
  17. caption:\
  18. Your weight (the force of gravity on your body) acts vertically \
  19. downwards. Which one of the following forces balances your weight so \
  20. that you do not fall through the floor?<p>
  21. correct:The contact (reaction) force on your feet from the floor.
  22. wrong1:The force of gravity on the Earth from your body.
  23. wrong2:The contact (reaction) force on the floor from your feet.
  24. wrong3:The force of gravity on your body from the Moon.
  25. feedback:\
  26. When you are standing stationary on the floor, your weight is balanced \
  27. by an equal and opposite contact force on your feet from the floor.<p>
  28.  
  29. [question3]
  30. type:2
  31. caption:\
  32. When all the forces on an object are in equilibrium, they add together \
  33. to produce a resultant force which is:<p>
  34. correct:Zero.
  35. wrong1:Less than the object's weight.
  36. wrong2:Equal to the object's weight.
  37. wrong3:Greater than the object's weight.
  38. feedback:\
  39. To produce equilibrium, all the forces on an object must balance. They \
  40. add together to produce a zero resultant force.<p>
  41.  
  42. [question4]
  43. type:1
  44. image:9g20
  45. caption:\
  46. Each of the three monkeys in the diagram weighs 100 N. What is the \
  47. tension force in the rope?<p>
  48. correct:300 N
  49. wrong1:Zero
  50. wrong2:100 N
  51. wrong3:200 N
  52. feedback:\
  53. The total weight of the monkeys on the rope is 300 N. If the monkeys \
  54. are stationary, this force must be balanced by an equal and opposite \
  55. force from the rope. The tension in the rope is therefore 300 N.<p>
  56.  
  57. [question5]
  58. type:1
  59. image:9g21
  60. caption:\
  61. This man is holding a 300 N load stationary. He weighs 800 N. What is \
  62. the friction force on the soles of his shoes from the floor?<p>
  63. correct:300 N
  64. wrong1:Zero
  65. wrong2:500 N
  66. wrong3:1 100 N
  67. feedback:\
  68. The man is being pulled horizontally by the 300 N load. If he is to \
  69. remain stationary, the pulling force must be balanced by an equal and \
  70. opposite force. This force is provided by a 300 N friction force from \
  71. the floor which acts on the soles of his feet.<p>
  72.  
  73. [question6]
  74. type:1
  75. image:9g22
  76. caption:\
  77. A box is resting on a sloping plank. Two of the forces acting on the \
  78. box are shown - its weight acting vertically downwards and the contact \
  79. force acting at right angles to the plank's surface. These forces are \
  80. balanced by a third force. Which of the forces below shows the \
  81. direction of this third force?<p>
  82. correct:d
  83. wrong1:a
  84. wrong2:b
  85. wrong3:c
  86. feedback:\
  87. The box is kept in equilibrium by the friction force acting up the \
  88. plank.<p>
  89.  
  90. [question7]
  91. type:3
  92. caption:\
  93. Which one of the masses below is not being kept in equilibrium by the \
  94. forces acting upon it?<p>
  95. correct:9g23b
  96. wrong1:9g23a
  97. wrong2:9g23c
  98. wrong3:9g23d
  99. feedback:\
  100. The two forces acting upon mass B are equal, but they are not \
  101. opposite, so they do not balance.<p>
  102.  
  103. [question8]
  104. type:2
  105. caption:\
  106. A 100 kg weightlifter is standing stationary holding a 50 kg dumb-bell \
  107. above his head. Which of the following forces is the greatest?<p>
  108. correct:The contact force of the floor on the weightlifter's feet.
  109. wrong1:The force of gravity on the weightlifter's body.
  110. wrong2:The force of gravity on the dumb-bell.
  111. wrong3:The contact force of the dumb-bell on the weightlifter's hands.
  112. feedback:\
  113. The upward contact force on the weightlifter's feet from the floor \
  114. must balance both the weightlifter's weight and the weight of the \
  115. dumb-bell, so it is the greatest of the four forces.<p>
  116.  
  117. [question9]
  118. type:3
  119. caption:\
  120. Four different mechanics are using spanners to tighten nuts. Which \
  121. mechanic is using the greatest turning force to tighten the nut?<p>
  122. correct:9g24c
  123. wrong1:9g24a
  124. wrong2:9g24b
  125. wrong3:9g24d
  126. feedback:\
  127. The moment or turning effect of a force is the force multiplied by its \
  128. perpendicular distance from the pivot. The four moments are:<p>\
  129. a) 400 x 0.2 = 80 Nm<p>\
  130. b) 300 x 0.3 = 90 Nm<p>\
  131. c) 250 x 0.4 = 100 Nm<p>\
  132. d) 150 x 0.5 = 75 Nm<p>\
  133. Therefore, mechanic C is tightening the nut with the greatest turning \
  134. force.<p>
  135.  
  136. [question10]
  137. type:1
  138. image:9g25
  139. caption:What force must you apply to the handle to raise the bucket?<p>
  140. correct:40 N
  141. wrong1:20 N
  142. wrong2:100 N
  143. wrong3:400 N
  144. feedback:\
  145. Apply the principle of moments to find the force needed to just raise \
  146. the bucket. Let the force be <I>F</I>.<p>\
  147. anticlockwise moment = clockwise moment<p>\
  148. 100 x 0.16 = <I>F</I> x 0.40<p>\
  149. <img src="sa9q10a" align=center><p>\
  150. <img src="sa9q10b" align=center><p>\
  151. <center>= 40 N.</center><p>
  152.  
  153. [question11]
  154. type:1
  155. image:9g26
  156. caption:\
  157. What is the size of the force that must act at X to balance the \
  158. beam?<p>
  159. correct:4.0 N
  160. wrong1:20 N
  161. wrong2:30 N
  162. wrong3:40 N
  163. feedback:\
  164. Apply the principle of moments to find the force needed to balance the \
  165. beam. Let the force be <I>F</I>.<p>\
  166. anticlockwise moment = clockwise moment<p>\
  167. 10 x 0.40 = <I>F</I> x 1.0<p>\
  168. <img src="sa9q11a" align=center><p>\
  169. <center>= 4.0 N.</center><p>
  170.  
  171. [question12]
  172. type:1
  173. image:9g27
  174. caption:\
  175. What is the size of the force that must act at X to balance the \
  176. beam?<p>
  177. correct:15 N
  178. wrong1:10 N
  179. wrong2:40 N
  180. wrong3:20 N
  181. feedback:\
  182. Apply the principle of moments to find the force needed to balance the \
  183. beam. Let the force be <I>F</I>.<p>\
  184. anticlockwise moment = clockwise moment<p>\
  185. 20 x 1.0 = 10 x 0.50 + <I>F</I> x 1.0<p>\
  186. 20 = 5.0 + <I>F<p>\
  187. </I><p>\
  188. F = 20 - 5.0<p>\
  189. <center>= 15 N.</center><p>
  190.  
  191. [question13]
  192. type:1
  193. image:9g28
  194. caption:\
  195. What is the size of the force that must act at X to balance the \
  196. beam?<p>
  197. correct:6.0 N
  198. wrong1:50 N
  199. wrong2:30 N
  200. wrong3:10 N
  201. feedback:\
  202. Apply the principle of moments to find the force needed to balance the \
  203. beam. Let the force be <I>F</I>.<p>\
  204. anticlockwise moment = clockwise moment<p>\
  205. 20 x 0.50 + 15 x 0.40 = 10 x 1.0 + <I>F</I> x 1.0<p>\
  206. 10 + 6.0 = 10 + <I>F<p>\
  207. </I><p>\
  208. <I>F</I> = 16 - 10 N<p>\
  209. <center>= 6.0 N.</center><p>
  210.  
  211. [question14]
  212. type:1
  213. image:9g29
  214. caption:At which point must the force X be placed to balance the beam?<p>
  215. correct:B
  216. wrong1:A
  217. wrong2:C
  218. wrong3:D
  219. feedback:\
  220. Apply the principle of moments. Let the distance of the force from the \
  221. pivot be <I>d</I>. Without the extra force, the beam will rotate \
  222. clockwise. To balance the beam the upward force must act to the right \
  223. of the pivot, in order to produce an anticlockwise moment.<p>\
  224. anticlockwise moment = clockwise moment<p>\
  225. 100 x <I>d</I> = 50 x 0.50<p>\
  226. <img src="sa9q14a" align=center><p>\
  227. <center>= 0.25 m</center><p>\
  228. The force must therefore be placed at B.<p>
  229.  
  230. [question15]
  231. type:1
  232. image:9g30
  233. caption:At which point must the force X be placed to balance the beam?<p>
  234. correct:C
  235. wrong1:A
  236. wrong2:B
  237. wrong3:D
  238. feedback:\
  239. Apply the principle of moments. Let the distance of the force from the \
  240. pivot be <I>d</I>. Without the extra force, the beam will rotate \
  241. clockwise. To balance the beam the upward force must act to the right \
  242. of the pivot, in order to produce an anticlockwise moment.<p>\
  243. anticlockwise moment = clockwise moment<p>\
  244. 10 x 0.50 + 20 x <I>d</I> = 20 x 0.50<p>\
  245. 5.0 + 20<I>d </I>= 10<p>\
  246. 20<I>d</I> = 10 - 5.0<p>\
  247. <img src="sa9q15a" align=center><p>\
  248. <center>= 0.25 m</center><p>\
  249. The force must therefore be placed at C.<p>
  250.  
  251. [question16]
  252. type:1
  253. image:9g31
  254. caption:\
  255. A large mass and a smaller mass are fixed to either end of a light \
  256. metal rod. At which point is the centre of gravity of the whole object \
  257. located?<p>
  258. correct:B
  259. wrong1:A
  260. wrong2:C
  261. wrong3:D
  262. feedback:\
  263. The centre of gravity is the point at which the object will balance. \
  264. This point lies between the two masses, and will be closer to the \
  265. larger mass than the smaller one (you can confirm this by applying the \
  266. principle of moments about the centre of gravity). The object's centre \
  267. of gravity is therefore at point B.<p>
  268.  
  269. [question17]
  270. type:1
  271. image:9g32
  272. caption:\
  273. The weight of the uniform beam in the diagram is 200 N. What is the \
  274. tension in the string?<p>
  275. correct:100 N
  276. wrong1:50 N
  277. wrong2:200 N
  278. wrong3:400 N
  279. feedback:\
  280. The beam is uniform. This means that its centre of gravity is at its \
  281. mid-point, 1.0 m from the pivot. The beam is in equilibrium, so the \
  282. principle of moments can be applied.<p>\
  283. For equilibrium:<p>\
  284. sum of anticlockwise moments = sum of clockwise moments<p>\
  285. <i>T</i> x 2.0 = 200 x 1.0<p>\
  286. Therefore,<p>\
  287. <img src="sa9q17a" align=center><p>\
  288. <center>= 100 N.</center><p>
  289.  
  290. [question18]
  291. type:1
  292. image:9g33
  293. caption:\
  294. The diagram shows a wheel on an axle in four different positions. In \
  295. which position is this object in unstable equilibrium?<p>
  296. correct:b
  297. wrong1:a
  298. wrong2:c
  299. wrong3:d
  300. feedback:\
  301. In unstable equilibrium, the centre of gravity falls when the object \
  302. is displaced so the object topples. This is the situation in position \
  303. b.<p>
  304.  
  305. [question19]
  306. type:1
  307. image:9g33
  308. caption:\
  309. The diagram shows a wheel on an axle in four different positions. In \
  310. which position is this object in neutral equilibrium?<p>
  311. correct:a
  312. wrong1:b
  313. wrong2:c
  314. wrong3:d
  315. feedback:\
  316. In neutral equilibrium, the centre of gravity stays at the same height \
  317. when the object is displaced so the object rolls. This is the \
  318. situation in position a.<p>
  319.  
  320. [question20]
  321. type:1
  322. image:9g33
  323. caption:\
  324. The diagram shows a wheel on an axle in four different positions. In \
  325. which position is this object not in equilibrium?<p>
  326. correct:d
  327. wrong1:a
  328. wrong2:b
  329. wrong3:c
  330. feedback:\
  331. When an object is not in equilibrium, the forces on it do not balance \
  332. and its motion changes. This is the situation in position d, where the \
  333. unbalanced weight of the axle will make the wheel fall over.<p>
  334.  
  335.