5 Voorbeelde van potensiële energievrae
Gravitasie Potensiële Energie
1. 4 900 Joule energie word gebruik om 'n voorwerp van 50 kg vertikaal op te lig. Die voorwerp sal tot 'n hoogte van … styg (g = 9,8 ms -2 )
A. 0,1 m
B. 10 m
C. 98 m
D. 245 m
E. 960 m
Bespreking
Dit is bekend dat:
Verandering in potensiële energie (ΔEP) = 4900 Joule
massa van voorwerp (m) = 50 kg
Versnelling as gevolg van swaartekrag (g) = 9,8 m/ s²
Gewenste: Die voorwerp sal so hoog as (Δh) styg
Antwoord:
ΔEP = mg Δh
4900 = (50)(9,8) Δh
Δh = 10 meter
Die korrekte antwoord is B.
Lente Potensiële Energie
2. Die volgende grafiek toon die verband tussen F (krag) en x (toename in lengte) van 'n veer. As die veer met 8 cm vervorm word, dan is die potensiële energie van die veer...
A. 1,6 × 10-5 Joule
B. 6,4 × 10-4 Joule
C. 8 Joule
D. 16 Joule
E. 128 Joule
Bespreking
Dit is bekend dat:
Krag (F) = 2 Newton
Toename in lengte (x) = 1 cm = 1/100 meter = 0,01 meter
Veerbuiging = 8 cm = 8/100 meter = 0,08 meter
Vraag: Potensiële energie van die veer
Antwoord:
Gebruik die data op die grafiek om die veerkonstante te bereken.
Potensiële energie van die veer:
∆ EP = 1/2 kx 2
∆ EP = 1/2 (200 N/m)(0,08 m) 2
∆ EP = (100 N/m)(0,0064 m 2 )
∆ EP = 0,64 Nm
3. Onder die volgende toestande van voorwerpe:
(1) Gespande slingerrubber
(2) Afgebogen pendulum
(3) Verhitte yster
Voorwerpe wat potensiële energie het, word genommer...
A. (1)
B. (1) en (2)
C. (2)
D. (2) en (3)
E. (3)
Bespreking
(1) Gespande slingerrubber
Wanneer dit gerek word, het slingerrubber elastiese potensiële energie.
(2) Afgebogen pendulum
Wanneer die pendulum gedeflekteer word, het die pendulum gravitasiepotensiële energie.
Die korrekte antwoord is B.
4. Die tabel hieronder toon die resultate van 'n eksperiment met 'n veer met 'n las aan die een kant. F verteenwoordig die gewig van die las en ∆L verteenwoordig die toename in lengte. Bereken die arbeid wat benodig word om die veer met 10 cm te verleng.
A. 2,0 Joule
B. 2,5 Joule
C. 5,0 Joule
D. 7,6 Joule
E. 10 joule
Bespreking
Dit is bekend dat:
Toename in veerlengte (∆L) = 10 cm = 0,1 meter
Vraag: Poging om die veer met 10 cm te verleng
Antwoord:
Gebruik die data in die tabel om die veerkonstante te bereken:
k = F / ∆x = 20 N / 0,04 m = 500 N/m
k = F / ∆x = 30 N / 0,06 m = 500 N/m
k = F / ∆x = 40 N / 0,08 m = 500 N/m
Die veerkonstante is 500 N/m
Die inspanning om die veer met 10 cm te verleng is:
W = 1/2 k ∆L² = 1/2 (500 N/m)(0,1 m) ² = (250 N/m)(0,01 m² ) = 2,5 Newtonmeter = 2,5 Joule.
Die korrekte antwoord is B.
5. Die grafiek (Fx) toon die verband tussen krag en die toename in die lengte van die veer. Die grootte van die veer se potensiële energie gebaseer op die grafiek hierbo is…
A. 2 250 joule
B. 16 joule
C. 3,2 joule
D. 1,6 joule
E. 1,2 joule
Bespreking
Dit is bekend dat :
F = 40 Newton
Δx = 0,08 meter
Vraag : Potensiële energie van die veer?
Antwoord :
Veerkonstante:
k = F / Δx
Potensiële energie van die veer:
EP = ½ k Δx² = ½ ( F / Δx ) Δx² = ½ F Δx
EP = ½ (40)(0,08) = (20)(0,08) = 1,6 Joule
Die korrekte antwoord is D.
Vraagbron:
Nasionale Eksamen Fisika Vrae vir Senior Hoërskool/Beroeps Hoërskool
