Fisika

1. 'n 1 kg-liggaam val vrylik vanuit rus, vanaf 'n hoogte van 80 m. Die versnelling as gevolg van swaartekrag is 10 m/s² ^. Wat is die kinetiese energie wanneer die liggaam die grond tref?

Bekend:

Massa (m) = 1 kg

Hoogte (h) = 80 m

Versnelling as gevolg van swaartekrag (g) = 10 m/ ^s²

Gewenste: kinetiese energie wanneer die liggaam die grond tref

oplossing:

Die aanvanklike meganiese energie (ME _o ) = gravitasiepotensiële energie (PE)

M E _o = P E = mgh = (1)(10)(80) = 800 Joule

Die finale meganiese energie (MEt ) ₌ kinetiese energie ( KE )

Die beginsel van die behoud van meganiese energie :

M E _o = M E _t

P E = K E

800 = K E

Die finale kinetiese energie is 800 Joule.

[irp]

2. 'n 4 kg liggaam val vrylik vanuit rus, vanaf 'n hoogte van 10 m. Versnelling as gevolg van swaartekrag is 10 ms ^–2 . Wat is die kinetiese energie en die snelheid 5 meter bokant die grond?

Bekend:

Die verandering in hoogte (h) = 10 – 5 = 5 meter s

Massa (m) = 4 kg

Versnelling as gevolg van swaartekrag (g) = 10 m/ ^s²

Gewenste: Kinetiese energie 5 meter bo die grond en snelheid 5 meter bo die grond

oplossing:

(a) Kinetiese energie op 5 meter bo die grond

Die aanvanklike meganiese energie ( ME₂o ₎ = die gravitasiepotensiële energie ( PE₂ )

M E _o = P E = mgh = (4)(10)(5) = 200 Joule

Die finale meganiese energie (EM _t ) = kinetiese energie (EK)

MET = KE​_​

Die beginsel van die behoud van meganiese energie stel dat die aanvanklike meganiese energie = die finale meganiese energie.

M E _o = M E _t

200 = K E

Kinetiese energie op 5 meter bo die grond is 200 Joule.

(b) snelheid op 5 meter bo die grond

Die aanvanklike meganiese energie ( ME₂o₃ ₎ = die finale meganiese energie ( ME₂t ₎

P E = K E

200 = ½ ^mv²

2(200) / 4 = ^v2

100 = ^v2

v = √100

v = 10 m/s

Die liggaam se snelheid op 5 meter bo die grond is 10 m/s.

[irp]

3. 'n Mango val vrylik vanuit rus, vanaf 'n hoogte van 2 meter. Die versnelling as gevolg van swaartekrag is 10 ms ^–2 . Bepaal 'n mango se snelheid wanneer dit die grond tref.

Bekend:

Hoogte (h) = 2 meter s

Versnelling as gevolg van swaartekrag (g) = 10 m/ ^s²

Gesoek: mango se snelheid wanneer dit die grond tref.

oplossing:

Die aanvanklike meganiese energie ( ME₂o ₎ = die gravitasiepotensiële energie ( PE₂ )

ME = PE = mgh = m (10)(2) = 20 m

Die finale meganiese energie ( MEt ₎ = die kinetiese energie ( KE )

M E _t = K E = ½ ^mv²

Die beginsel van die behoud van meganiese energie stel dat die aanvanklike meganiese energie = die finale meganiese energie.

M E _o = M E _t

20 m = ½ ^mv²

20 = ½ teen ²

2(20) = ^v2

40 = ^v2

v = √40 = √(4)(10) = 2√10 m/ s

[wpdm_package id = '1166 ′]

1. Werk verrig deur kragprobleme en oplossings
2. Arbeid-kinetiese energieprobleme en oplossings
3. Werk-meganiese energiebeginselprobleme en oplossings
4. Probleme en oplossings vir gravitasie-potensiële energie
5. Die potensiële energie van elastiese veerprobleme en oplossings
6. Kragprobleme en oplossings
7. Toepassing van die behoud van meganiese energie vir vryvalbeweging
8. Toepassing van die behoud van meganiese energie vir op- en afwaartse beweging in vryvalbeweging
9. Toepassing van die behoud van meganiese energie vir beweging op 'n geboë oppervlak
10. Toepassing van die behoud van meganiese energie vir beweging op 'n skuins vlak
11. Toepassing van die behoud van meganiese energie vir projektielbeweging

Lees meer

1. 'n Persoon gooi 'n 1 kg-klip opwaarts teen 2 m/s terwyl hy op die rand van 'n krans staan ​​sodat die klip 40 meter onder na die voet van die krans kan val. Wat is die kinetiese energie van 'n klip 10 meter bo die grond? Versnelling as gevolg van swaartekrag g = 10 m/ ^s².

Bekend:

Massa (m) = 1 kg

Aanvanklike snelheid (v _o ) = 2 m/s

Die verandering in hoogte = 40 – 10 = 30 meter

Versnelling as gevolg van swaartekrag (g) = 10 m/ ^s²

Gesoek: kinetiese energie van klip 10 meter bo die grond

oplossing:

Die aanvanklike meganiese energie

Die aanvanklike gravitasiepotensiële energie (EP) = mgh = (1)(10)(30) = 300 Joule

Die aanvanklike kinetiese energie (KE) = ½ mv _o ² = ½ (1)(2) ² = ½ (4) = 2 Joule

Die aanvanklike meganiese energie = die aanvanklike gravitasiepotensiële energie + die aanvanklike kinetiese energie = 300 + 2 = 302 Joule.

Die finale meganiese energie

Die finale meganiese energie = die finale kinetiese energie = die aanvanklike gravitasie-potensiële energie + die aanvanklike kinetiese energie = 300 + 2 = 302 Joule.

[irp]

2. 'n Persoon gooi 'n 1 kg voorwerp opwaarts in die lug met 'n beginsnelheid van 10 m/s. Bepaal (a) die gravitasie-potensiële energie op die maksimum hoogte (b) die maksimum hoogte.

Versnelling as gevolg van swaartekrag is 10 m/ ^s²

Bekend:

Massa (m) = 1 kg

Aanvanklike snelheid (v _o ) = 10 m/s

Versnelling as gevolg van swaartekrag (g) = 10 m/ ^s²

Gewenste : die gravitasiepotensiële energie op die maksimum hoogte en die maksimum hoogte

oplossing:

(a) die gravitasiepotensiële energie op die maksimum hoogte

Die aanvanklike meganiese energie:

Die aanvanklike meganiese energie (ME) = die aanvanklike kinetiese energie (KE) = ½ mv _o ² = ½ (1)(10) ² = ½ (100) = 50 Joule.

Die finale meganiese energie:

Die finale meganiese energie (ME) = die gravitasiepotensiële energie (PE)

Die beginsel van die behoud van meganiese energie:

Die aanvanklike meganiese energie = die finale meganiese energie

KE = PE

50 = PE

Die gravitasiepotensiële energie is 50 Joule.

(b) Die maksimum hoogte

PE = mgh

50 = (1)(10) uur

50 = 10 uur

h = 50 / 10 = 5 meter

Die maksimum hoogte is 5 meter bo die grond.

[wpdm_package id = '1174 ′]

1. Werk verrig deur kragprobleme en oplossings
2. Arbeid-kinetiese energieprobleme en oplossings
3. Werk-meganiese energiebeginselprobleme en oplossings
4. Probleme en oplossings vir gravitasie-potensiële energie
5. Die potensiële energie van elastiese veerprobleme en oplossings
6. Kragprobleme en oplossings
7. Toepassing van die behoud van meganiese energie vir vryvalbeweging
8. Toepassing van die behoud van meganiese energie vir op- en afwaartse beweging in vryvalbeweging
9. Toepassing van die behoud van meganiese energie vir beweging op die geboë oppervlak
10. Toepassing van die behoud van meganiese energie vir beweging op 'n skuins vlak
11. Toepassing van die behoud van meganiese energie vir projektielbeweging

Lees meer

1. 'n Massa van 2 kg is aan 'n veer geheg. As die verlenging van die veer 4 cm is, bepaal die potensiële energie van die elastiese veer . Die versnelling as gevolg van swaartekrag is 10 m/ ^s².

Bekend:

Massa (m) = 2 kg

Versnelling as gevolg van swaartekrag (g) = 10 m/ ^s²

Gewig (w) = mg = (2)(10) = 20 N

Verlenging (x) = 4 cm = 0.04 m

Gewenste: Potensiële energie van elastiese veer

oplossing:

Formule van Hooke se wet :

F = kx

F = krag, k = veerkonstante, x = die verandering in lengte van die veer

Veerkonstante:

k = w / x = 20 / 0.04 = 500 N/m

Potensiële energie van elastiese veer:

PE = ½ kx ² = ½ (500)(0.04) ² = (250)(0.0016) = 0.4 Joules

Alternatiewe oplossing:

PE = ½ kx² ⁼ ½ (g / x) ^x² = ½ gx = ½ mgx

w = gewig, m = massa, x = die verandering in lengte van die veer

PE = ½ (2)(10)(0.04) = (10)(0.04) = 0.4 Joules.

[irp]

2. Die verlenging van die veer wat deur 'n krag F = 50 N gerek word, is 10 cm. Wat is die potensiële energie van die elastiese veer as die verlenging van die veer 12 cm is?

Bekend:

Verlenging (x) = 10 cm = 0.1 m

Krag (F) = 50 N

Gewenste : Die potensiële energie van 'n elastiese veer

oplossing:

Veerkonstante:

k = F / x = 50 / 0.1 = 500 N/m

Die potensiële energie van die elastiese veer as die verlenging van die veer 12 cm is.

PE = ½ kx ² = ½ (500)(0.12) ² = (250)(0.0144) = 3.6 Joules.

[irp]

3. Grafiek van F teenoor x word in die figuur hieronder getoon. Wat is die potensiële energie van die elastiese veer, as die verlenging van die veer 10 cm is.

Bekend:

Krag (F) = 5 N

Die verlenging van die veer (x) = 2 cm = 0.02 m

Gewenste: Die potensiële energie van die elastiese veer as die verlenging van die veer 0.1 m is.

oplossing:

Veerkonstante:

k = F / x = 5 / 0.02 = 250 N/m

Die potensiële energie van die elastiese veer as die verlenging van die veer 0.1 m is:

PE = ½ kx ² = ½ (250)(0.1) ² = (125)(0.01) = 1.25 Joules.

4. 'n Atleet spring op 'n veerinstrument met 'n gewig van 500 N, die veer verkort met 4 cm. Bepaal die hoeveelheid potensiële energie om die atleet te forseer.

A. 20 Joule

B. 10 Joule

C. 5 Joule

D. 2 Joule

Bekend:

Krag (F) = 500 N

Die verandering in lengte van die veer (Δx) = 4 cm = 0.04 m

Gesoek: Die potensiële energie van die lente

oplossing:

Bereken die elastiese konstante van 'n veer met behulp van die vergelyking van Hooke se wet:

k = F / Δx = 500 N / 0.04 m = 12500 N/m

Die elastiese potensiële energie van die veer:

PE = ½ k Δx ² = ½ (12500)(0.04) ² = (6250)(0.0016)

PE = 10 Joule

Die korrekte antwoord is B.

5. 'n Veer met 'n massa van 500 gram word opgehang en sy lengte neem met 5 cm toe. Bepaal die konstante en potensiële energie.

Bekend:

Massa van voorwerp (m) = 500 gram = (500/1000) kg = 5/10 kg = 0.5 kg

Versnelling (g) = 10 m/ ^s²

Voorwerpgewig (w) = mg = (0.5 kg)(10 m/s² ⁾ = 5 kg m/s² ⁼ 5 Newton

Die verandering in lengte van die veer (Δx) = 5 cm = 0.05 m

Gewenste: veerkonstante (k) en potensiële energie (PE)

oplossing:

Bereken eers die veerkonstante met behulp van die vergelyking van Hooke se wet:

k = w / Δx = 5 N / 0.05 m = 100 N/m

Die potensiële elastisiteit van die veer:

PE = ½ k Δx ² = ½ (100)(0.05) ² = (50)(0.0025)

PE = 0.125 Joule

[wpdm_package id = '1179 ′]

1. Werk verrig deur kragprobleme en oplossings
2. Arbeid-kinetiese energieprobleme en oplossings
3. Werk-meganiese energiebeginselprobleme en oplossings
4. Probleme en oplossings vir gravitasie-potensiële energie
5. Potensiële energie van elastiese veerprobleme en oplossings
6. Kragprobleme en oplossings
7. Toepassing van die behoud van meganiese energie vir vryvalbeweging
8. Toepassing van die behoud van meganiese energie vir op- en afwaartse beweging in vryvalbeweging
9. Toepassing van die behoud van meganiese energie vir beweging op kromme-oppervlaktes
10. Toepassing van die behoud van meganiese energie vir beweging op 'n skuins vlak
11. Toepassing van die behoud van meganiese energie vir projektielbeweging

Lees meer

1. 'n 1 kg liggaamsvrye val vanuit rus, vanaf 'n hoogte van 10 m.

Bepaal:

( a) Arbeid verrig deur swaartekrag

(b) Die verandering in gravitasiepotensiële energie

Versnelling as gevolg van swaartekrag (g) = 10 m/ ^s²

Bekend:

Massa (m) = 1 kg

Hoogte (h) = 10 m

Versnelling as gevolg van swaartekrag (g) = 10 m/ ^s²

Gewig (g) = mg = (1 kg)(10 m/s² ⁾ = 10 N

oplossing:

(a) Arbeid verrig deur swaartekrag

W = wh = mgh

W = (1)(10)(10) = 100 Joule

(b) Die verandering in gravitasiepotensiële energie

Die verandering in gravitasiepotensiële energie is gelyk aan die werk wat deur swaartekrag verrig word.

ΔEP = 100 Joule

[irp]

2. 'n 10 N voorwerp gly af op die gladde skuinsvlak langs 2 meter. Bepaal die arbeid verrig deur gewigskrag!

Bekend:

gewig (w) = 10 N

w _x = w sin θ = (10)(sin 30 ^o ) = (10)(0.5) = 5 N

d = 2 m

Versnelling as gevolg van swaartekrag (g) = 10 m/ ^s²

Gewenste: arbeid verrig deur gewigskrag

oplossing:

W = F d = b _x d = (5)(2) = 10 Joule

Alternatiewe oplossing:

Sin 30 ^o = u / d

0.5 = u / 2

h = (0.5)(2)

h = 1m

Werk verrig deur gewigskrag;

W = F d = wh = (10 N)(1 m) = 10 N m = 10 Joule

[irp]

3. 'n Voorwerp van 1,500 2 gram, 20 meter bo die grond , val vrylik na die grond. Wat is die gravitasiepotensiële energie van die voorwerp? Die versnelling as gevolg van swaartekrag is 10 m/ ^s².

Bekend:

Versnelling as gevolg van swaartekrag (g) = 10 m/ ^s²

Massa (m) = 1500 gram = 1500/1000 kilogram = 1.5 kilogram

Hoogte (h) = 20 meter

Gesoek: Die gravitasie potensiële energie

oplossing:

PE = mgh = (1.5 kg)(10 m/s² ⁾ (20 m) = 300 kg m² ^/ s² ⁼ 300 Joule

4. Gebaseer op die figuur hieronder, as die massa van voorwerp 1 2 kg is en die massa van voorwerp 2 4 kg is, is die vergelyking van die potensiële energie van voorwerp 1 en voorwerp 2 …..

Bekend:

Massa van voorwerp 1 (m₁) = 2 kilogram

Massa van voorwerp 2 (m² ₎ = 4 kilogram

Hoogte 1 (h² ₎ = 12 meter

Hoogte 2 (h² ₎ = 9 meter

Gesoek: Vergelyking van potensiële energie van voorwerp 1 en voorwerp 2

oplossing:

PE = mgh

m = massa (die internasionale eenheid is kilogram, afgekort kg)

g = versnelling as gevolg van swaartekrag (die internasionale eenheid is meter per sekonde kwadraat, afgekort m/ ^s² )

h = hoogte (die internasionale eenheid is meter, afgekort m)

PE = gravitasiepotensiële energie (die internasionale eenheid is kg m² ^/ s² ^of Joule)

Die gravitasiepotensiële energie van voorwerp 1:

EP ₁ = m ₁ gh ₁ = (2)(g)(12) = 24 g

Die gravitasiepotensiële energie van voorwerp 2:

EP ₂ = m ₂ gh ₂ = (4)(g)(9) = 36 g

Vergelyking van die potensiële energie van voorwerp 1 en voorwerp 2:

PE ₁ : PE ₂

24 g : 36 g

24: 36

24/12 : 36/12

2: 3

[wpdm_package id = '1175 ′]

1. Werk verrig deur kragprobleme en oplossings
2. Arbeid-kinetiese energieprobleme en oplossings
3. Werk-meganiese energiebeginselprobleme en oplossings
4. Probleme en oplossings vir gravitasie-potensiële energie
5. Die potensiële energie van elastiese veerprobleme en oplossings
6. Kragprobleme en oplossings
7. Toepassing van die behoud van meganiese energie vir vryvalbeweging
8. Toepassing van die behoud van meganiese energie vir op- en afwaartse beweging in vryvalbeweging
9. Toepassing van die behoud van meganiese energie vir beweging op 'n geboë oppervlak
10. Toepassing van die behoud van meganiese energie vir beweging op 'n skuins vlak
11. Toepassing van die behoud van meganiese energie vir projektielbeweging

Lees meer

1. 'n 2 kg-boks vertraag van 10 m/s na rus. Die kinetiese wrywingskoëffisiënt is 0.2. Versnelling as gevolg van swaartekrag is 10 m/s² ^. Wat is die grootte van die verplasing?

Bekend;

Massa (m) = 2 kg

Aanvanklike snelheid (v _o ) = 10 m/s

Eindsnelheid (vt ₎ = 0 m/s

Die kinetiese wrywingskoëffisiënt ( _μk ) = 0.2

Gewig (w) = mg = (1 kg)(10 m/ ^s² ) = 10 kg m/s² ⁼ 10 N

Gewenste: Die grootte van die verplasing (d)

oplossing:

Die werk-meganiese energiebeginsel :

W _nc = ΔEM

W _nc = ΔEK + ΔEP

W _nc = ½ m (vt² _– ^v o² ₎ ⁺ mgh

W _nc = arbeid verrig deur nie-konserwatiewe krag wat op die voorwerp inwerk

ΔEK = die verandering in kinetiese energie

ΔEP = die verandering in potensiële energie

m = massa

v = snelheid

g = versnelling as gevolg van swaartekrag

h = die verandering in hoogte

Die verandering in hoogte h = 0, dus ΔEP = 0

W _nc = ΔEK

Arbeid verrig deur nie-konserwatiewe krag:

W _nc = -F _c d = – μ _k N d = – μ _k wd = – μ _k mgd

W _nc = -(0.2)(2)(10)(s)

W _nc = – (4)(2)

Die minusteken dui aan dat die rigting van die kinetiese wrywingskrag teenoorgesteld is aan die rigting van die verplasing.

Die verandering in kinetiese energie:

ΔEK = ½ m (v _t ² – v _o ² ) = ½ (2)(0 – 10 ² ) = 0 – 100 = -100

Die grootte van die verplasing:

W _nc = ΔEK

– 4 sekondes = – 100

s = -100/-4

s = 25 m

[irp]

2. 'n Blok gly af op 'n skuinsvlak. Die kinetiese wrywingskoëffisiënt is 0.4. Versnelling as gevolg van swaartekrag is g = 10 ms ^-2 . Bepaal die finale snelheid wanneer die blok die grond tref.

Bekend:

Aanvanklike hoogte (h _o ) = 6 m

Finale hoogte (h _t ) = 0 m

Aanvanklike snelheid (v _o ) = 0

Die kinetiese wrywingskoëffisiënt ( _μk ) = 0.4

Versnelling as gevolg van swaartekrag (g) = 10 ms ^-2

cos θ = 8/10

Die vertikale komponent van gewig = w _y = w cos θ = mg cos θ = m (10) (8/10) = m (10)(4/5) = m (40/5) = 8 m

Normaalkrag = N = w _y = 8 m

Kinetiese wrywingskrag = fk ₌ μk N ₌ μk w _y = (0.4 ₎ (8 m) = 3.2 m

Gewenste: Eindsnelheid (v _t )

oplossing:

Die werk-meganiese energiebeginsel:

W _nc = ΔEM​

W _nc = ΔEK + ΔEP​

Die verandering in kinetiese energie:

ΔEK = 1/2 m (v_t² - v_o²) = 1/2 m (v_t² - 0) = 1/2 mv_t²

Die verandering in potensiële energie:

ΔEP = mg(ht _– h _o ) = m(10)(0-6) = m(10)(-6) = – 60 m

Werk verrig deur kinetiese wrywingskrag:

W _nc = – f _k s = – ( 3.2 m)(10) = – 32 m

Die minusteken dui aan dat die rigting van die krag van kinetiese wrywing teenoorgesteld is aan die rigting van verplasing.

Die finale snelheid (v _t ):

W _nc = ΔEK + ΔEP​

– 32 m = 1/2 mv _t ² – 60 m

– 32 m = m (1/2 v _t ² – 60)

– 32 = 1/2 v _t ² – 60

– 32 + 60 = 1/2 _vt ²

28 = 1/2 v _t ²

2 (28) = _vt ²

56 = _vt ²

vt = √4.14_​

vt ₌ 2 √14 ms ^-1

[irp]

3. 'n Blok gly af op 'n growwe skuinsvlak. Die beginsnelheid is 0 m/s en die eindsnelheid is 10 ms ^-1 . As die kinetiese wrywingskrag 2 N is en die versnelling as gevolg van swaartekrag g = 10 ms ^-2 , wat is hoogte (h)?

Bekend:

Massa (m) = 1 kg

Aanvangssnelheid (v _o ) = 0 (blokrus)

Eindsnelheid (vt ₎ = 10 ms ^-1

Aanvanklike hoogte (h _o ) = h

Finale hoogte (ht ₎ = 0

Kinetiese wrywingskrag (fk ₎ = 2 N

Versnelling as gevolg van swaartekrag (g) = 10 ms ^-2

Gesoek: Hoogte (h)

oplossing:

Arbeid verrig deur die krag van kinetiese wrywing:

W _nc = – f _k s = – (2 )(15) = – 30

Die minusteken dui aan dat die rigting van die krag van kinetiese wrywing teenoorgesteld is aan die rigting van verplasing.

Die verandering in kinetiese energie:

ΔEK = 1/2 m (v_t² - v_o²) = 1/2 (1)(10² - 0) = 1/2 (10²) = 1/2 (100) = 50

Die verandering in potensiële energie:

ΔEP = mg(ht _– h _o ) = (1)(10)(0-h) = (10)(-h) = -10 h

Die werk-meganiese energiebeginsel:

W _nc = ΔEK + ΔEP​

– 30 = 50 – 10 uur

10 uur = 50 + 30

10 uur = 80

h = 80/10

h = 8m

4As 'n blok teen 'n grof skuins vlak afbeweeg, dan….
A. Die werk wat deur swaartekrag op die blok verrig word, is groter as die verandering in potensiële energie van die blok.
B. Die meganiese energie neem toe
C. Die hoeveelheid kinetiese energie en die potensiële energie daarvan word verminder
D. Die werk word verrig deur die wrywingskrag gelyk aan die verandering in kinetiese energie van die blok.
Oplossing

A is verkeerd

Werk wat deur die swaartekrag op die blok verrig word, is gelyk aan die verandering in die gravitasiepotensiële energie van 'n blok.

B is verkeerd

As die in c gevoerde vlak glad is, dan is die meganiese energie van die blok konstant. Wanneer dit bo-aan die skuins vlak is en nog nie beweeg nie, is die meganiese energie van die blok gelyk aan die gravitasiepotensiële energie. Die blok is steeds in rus, dus is die kinetiese energie nul. Wanneer dit teen 'n skuins vlak afbeweeg, word die hoogte van die blok verminder, dus word die gravitasiepotensiële energie ook verminder. Die gravitasiepotensiële energie neem af omdat dit na kinetiese energie verander. Alhoewel die gravitasiepotensiële energie na kinetiese energie verander, bly die meganiese energie konstant.

As die skuinsvlak ru is, word die meganiese energie van die blok verminder as gevolg van die negatiewe werk wat deur die wrywingskrag verrig word. Die wrywingskrag is 'n nie-konserwatiewe krag. Werk wat deur 'n nie-konserwatiewe krag op 'n voorwerp verrig word, veroorsaak dat die meganiese energie van die voorwerp afneem.

C is korrek

Die skuins vlak is rof, so daar is 'n wrywingskrag wat die beweging van die blok uitdaag. Die wrywingskrag is 'n nie-konserwatiewe krag. Stelling arbeid-meganiese energie stel dat arbeid verrig deur 'n nie-konserwatiewe krag (byvoorbeeld wrywingskrag) gelyk is aan die verandering van die meganiese energie. In hierdie strewe neem die meganiese energie af.

Die meganiese energie van die blok = die gravitasiepotensiële energie + die kinetiese energie.

D is verkeerd.

Die werk wat deur die wrywingskrag op die blok verrig word, is gelyk aan die verandering in die meganiese energie van die blok, nie die verandering in die kinetiese energie van die blok nie. Dit is waar dat die wrywingskrag die beweging van die blok uitdaag, so dit verminder die spoed van die blok en die kinetiese energie van die blok. Maar besef dat die kinetiese energie van die blok van die gravitasiepotensiële energie afkomstig is. Dit is dus waar dat die werk wat deur die wrywingskrag verrig word, gelyk is aan die verandering in die meganiese energie (meganiese energie neem af).

Die korrekte antwoord is C.

5. 'n Voorwerp op 'n growwe vloer word getref sodat dit vir 3 sekondes beweeg en dan stop. As die bekende massa van die voorwerp 10 gram is, is die wrywingskrag tussen die voorwerp en die vloer 2 kilodyne. Bepaal die werk wat deur die wrywingskrag verrig word.

A. 0.18 J

B. -0.18 J

C. 0.36 J

D. -0.36 J

Bekend:

Tydsinterval (t) = 3 sekondes

Eindspoed (vt ₎ = 0 m/s (voorwerp rus)

Massa van voorwerp (m) = 10 gram = 10/1000 kg = 1/100 kg = 0.01 kg

Wrywingskrag (F) = 2 kilodyne = 2 x 10 ³ dyne

Gewenste: Arbeid (W) verrig deur wrywingskrag

oplossing:

Omskakeling van krageenhede:

1 Newton = 1 x ^10⁴ dyn

1 dyne = 1 / 10⁻⁶ ^Newton = 1 x ^10⁻⁶ Newton = ^10⁻⁶ Newton

Wrywingskrag (F) = 2 x 10³ ^dyn = 2 x 10³ ^x 10⁻⁶ ^Newton = 2 x ^10⁻⁶ Newton = 2/100 Newton = 0.02 Newton

Stelling arbeid-meganiese energie stel dat arbeid verrig word deur 'n nie-konserwatiewe krag op 'n voorwerp gelyk aan die verandering in die meganiese energie van die voorwerp.

As 'n voorwerp op die skuinsvlak beweeg, dan is die meganiese energie (ME) = die gravitasiepotensiële energie (PE) + die kinetiese energie (KE). Maar as die voorwerp net op 'n horisontale vlak beweeg, sodat daar geen verandering in hoogte is nie, is die meganiese energie = die kinetiese energie. Op die horisontale vlak is die gravitasiepotensiële energie nul, want daar is geen verandering in hoogte nie.

Die wrywingskrag is 'n nie-konserwatiewe krag. Die wrywingskrag verminder gewoonlik die voorwerp se spoed en 'n voorwerp se kinetiese energie. Dit kan tot die gevolgtrekking kom dat die werk wat deur die wrywingskrag op 'n voorwerp verrig word, gelyk is aan die afname in die meganiese energie.

Wiskundig:

Arbeid (W) = Die verandering van die meganiese energie (ΔEM)

Fs = ΔEP + ΔEK

Fs = mg Δh + ½ m ( ^vt² _– v _o² ⁾

Fs = mg (0) + ½ m ( ^0² – _v ^o² )

Fs = 0 + ½ m (– (v _o ² ))

F s = – ½ mv _o ² ———— Vergelyking 1

Beskrywing: F = wrywingskrag, d = verplasing, m = massa, v _o = beginspoed

Verplasing (d) en aanvangspoed (v _o ) is nog nie bekend nie, want bereken eers v _o of d. Arbeid verrig deur die wrywingskrag bereken met behulp van een van die vergelykings na bekende v _o of d.

Die vergelyking van verplasing (d) op nie-uniforme lineêre beweging:

vt² = v² ₊ ² ₍ -a) ^s

Die finale spoed (vt ₎ = 0 en versnelling (a) word negatief geteken omdat die voorwerp vertraag word (die spoed van die voorwerp word verminder).

0 = v_o² – 2 advertensies

v_o² = 2 advertensies

d = v _o ² / 2 a ———— Vergelyking 2

Verander d in vergelyking 2 met d in vergelyking 1:

Fd = – ½ ^mv _o2

F (v _o ² /2a) = – ½ mv _o ²

(F/2a) v _o ² = – ½ mv _o ²

F/2a = – ½ m

F = (2)(a)(-1/2)(m)

F = – (a)(m)

a = – (V / m)

a = – 0.02 Newton / 0.01 kilogram

a = – 2 Newton/kilogram

a = – 2 m/ ^s²

Vergelyking om die beginspoed (v _o ) in nie-uniforme lineêre beweging te bereken:

v _t = v _o + by —–> Finale spoed (v _t ) = 0, Versnelling (a) = 2 m/s² ^, tydsinterval (t) = 3 sekondes

0 = v _o + (-2)(3)

0 = v _o – 6

v _o = 6 meter/sekonde

Werk (W) verrig deur die wrywingskrag:

W = – ½ mv _o ² = -1/2 (0.01)(6 ² ) = -1/2 (0.01)(36)

W = -1/2 (0.36)

W = – 0.18 Joule

Arbeid verrig deur die wrywingskrag word negatief geteken, wat beteken dat die arbeid die meganiese energie van die voorwerp verminder.

Indien d bekend is, kan die werk bereken word met behulp van die vergelyking van W = Fd.

Die korrekte antwoord is B.

[wpdm_package id = '1178 ′]

1. Werk verrig deur kragprobleme en oplossings
2. Arbeid-kinetiese energieprobleme en oplossings
3. Werk-meganiese energiebeginselprobleme en oplossings
4. Probleme en oplossings vir gravitasie-potensiële energie
5. Die potensiële energie van elastiese veerprobleme en oplossings
6. Kragprobleme en oplossings
7. Toepassing van die behoud van meganiese energie vir vryvalbeweging
8. Toepassing van die behoud van meganiese energie vir op- en afwaartse beweging in vryvalbeweging
9. Toepassing van die behoud van meganiese energie vir beweging op 'n geboë oppervlak
10. Toepassing van die behoud van meganiese energie vir beweging op 'n skuins vlak
11. Toepassing van die behoud van meganiese energie vir projektielbeweging

Lees meer

Arbeid-Kinetiese energie :

1. 'n Motor van 5000 kg versnel van rus tot 20 m/s. Bepaal die netto arbeid wat op die motor verrig word.

Bekend:

Massa (m) = 5000 kg

Aanvangspoed (v _o ) = 0 m/s ( motorrus )

Eindspoed (vt ₎ = 20 m/s

Gesoek : netwerk

oplossing:

Die beginsel van arbeid-kinetiese energie :

W _netto = Δ EK

W _net = ½ m (v _t ² – v _o ² )

W _netto = netto werk

ΔEK = die verandering in kinetiese energie

m = massa (kg),

v _t = finale spoed (m/s),

v _o = aanvangspoed (m/s).

Netwerk:

W _net = ½ m (v _t ² – v _o ² )

W _netto = ½ (5000)(20 ² – 0 ² )

W _netto = (2500)(400 – 0)

W _netto = (2500)(400)

W _netto = 1000,000 Joule

[irp]

2. 'n 10 kg voorwerp het versnel van 5 m/s tot 10 m/s. Bepaal die netto arbeid wat op die voorwerp verrig is!

Bekend:

Massa (m) = 10 kg

Aanvanklike spoed (v _o ) = 5 m/s

Eindspoed (vt ₎ = 10 m/s

Gesoek : netwerk

oplossing:

Netwerk:

W _netto = Δ EK

W _net = ½ m (v _t ² – v _o ² )

W _netto = ½ (10)(10 ² – 5 ² )

W _netto = (5)(100 – 25)

W _netto = (5)(75)

W _netto = 375 Joule

3. 'n Motor van 2000 kg vertraag van 10 m/s tot 5 m/s. Wat is die arbeid wat op die motor verrig word?

Bekend:

Motor se massa (m) = 2000 kg

Aanvanklike spoed (v _o ) = 10 m/s

Eindspoed (vt ₎ = 5 m/s

Gesoek: netwerk

oplossing:

Netwerk:

W _netto = Δ EK

W _net = ½ m (v _t ² – v _o ² )

W _netto = ½ (2000)(5 ² – 10 ² )

W _netto = (1000)(25 – 100)

W _netto = (1000)(-75)

W _netto = -75 000 Joule

Die minusteken dui aan dat die rigting van verplasing teenoorgesteld is aan die rigting van die netto krag.

4. 'n Konstante krag van 60 N word vir 12 sekondes op 'n voorwerp van 10 kg uitgeoefen. Die beginsnelheid van 'n voorwerp is 6 m/s en die rigting van die voorwerp is dieselfde as die rigting van die krag.

(1) Die werk wat aan die voorwerp verrig word, is 30 240 Joule

(2) Die finale kinetiese energie is 30 240 joule

(3) Krag is 2 520 Watt

(4) Die toename in die kinetiese energie van die voorwerp is 180 Joule

Die korrekte stellings is…

Bekend:

Krag (F) = 60 N

Tydsinterval (t) = 12 sekondes

Massa van voorwerp (m) = 10 kg

Aanvanklike snelheid (v _o ) = 6 m/s

Gesoek: Die korrekte stellings

oplossing:

Versnelling van voorwerp:

∑F = ma

60 = 10 a

a = 60 / 10 = 6 m/ ^s²

Die finale snelheid:

v _t = v _o + by

vt = 6 + ₍ 6)(12)

vt = 6 + ₇₂

vt = 78 m/ _s

Die afstand afgelê in 12 sekondes:

s = v _o t + 1/2 by ²

s = (6)(12) + 1/2 (6)(12) ²

s = 72 + (3)(144)

s = 72 + 432

s = 504 meter

(1) Werk verrig deur krag

W = Fs = (60)(504) = 30 240 Joule

(2) Die finale kinetiese energie

KE = 1/2 mv _t ² = 1/2 (10)(78) ² = (5)(6084) = 30 420 Joules

(3) Krag

P = W / t = 30,240 / 12 = 2,520 Joule/sekonde

(4) Die toename in kinetiese energie

ΔKE = 1/2 mv _t ² – 1/2 mv _o ² = 1/2 m (v _t ² – v _o ² ) = 1/2 (10)(78 ² – 6 ² ) = 5 (6084 –36) = 5 (6048)

ΔKE = 30,240 Joule

[irp]

5. Die groter werk word gedoen volgens voorwerpnommer…

oplossing:

Netto arbeid = verandering van kinetiese energie

W _net = ½ m (v _t ² – v _o ² )

Die groter werk:

W ₁ = ½ (8)(4 ² – 2 ² ) = (4)(16 – 4) = (4)(12) = 48 Joule

W² = ½ (8)(5² ^–3² ) = ( ⁴ )(25 – 9) = (4)(16) = 64 _Joule

W ₃ = ½ (10)(6 ² – 5 ² ) = (5)(36 – 25) = (5)(11) = 55 Joule

W ₄ = ½ (10)(4 ² – 0 ² ) = (5)(16 – 0) = (5)(16) = 80 Joule

W ₅ = ½ (20)(3 ² – 3 ² ) = (10)(9 – 9) = (10)(0) = 0 Joule

6. 'n Motor van 4000 kg ry teen 25 m/s langs 'n reguit lyn. Die motor word vertraag sodat die motor se finale snelheid 15 m/s is. Wat is die arbeid wat op die motor verrig word?

Bekend:

Massa (m) = 4000 kg

Die aanvanklike snelheid (v _o ) = 25 m/s

Die finale snelheid (v _t ) = 15 m/s

Gesoek : Werk aan motor gedoen

oplossing:

W _netto = ½ m (v _t ² – v _o ² ) = ½(4000)(15 ² -25 ² ) = (2000)(225-625) = (2000)(-400) = -800 000 Joule = -800 kJ

[irp]

7. 'n 0.1 kg word horisontaal gegooi teen 6 m/s vanaf 'n hoogte van 5 meter. As die swaartekragversnelling 10 m/s² is ^, wat is dan die kinetiese energie van die bal op 'n hoogte van 2 meter?

Bekend:

Massa (m) = 0.1 kg

Die verandering in hoogte (h) = 5 m – 2 m = 3 meter

Versnelling as gevolg van swaartekrag (g) = 10 m/ ^s²

Gewenste: Die kinetiese energie op 'n hoogte van 2 meter.

oplossing:

Projektielbeweging kan verstaan ​​word deur die horisontale en vertikale komponente van die beweging afsonderlik te analiseer. Beweging in horisontale rigting word geanaliseer as die konstante snelheidsbeweging en beweging in vertikale rigting word geanaliseer as vryvalbeweging of vertikale beweging.

Die aanvanklike meganiese energie = die gravitasiepotensiële energie.

PE = mgh = (0.1)(10)(3) = 3 Joule.

Die finale meganiese energie = die kinetiese energie.

KE = 3 Joule.

8. 'n Motor van 1000 kg versnel vanuit rus en ry teen 5 m/s. Wat is die arbeid wat deur die motor verrig word?

Bekend:

Massa (m) = 1000 kg

Aanvanklike snelheid (v _o ) = 0

Eindsnelheid (vt ₎ = 5 m/s

Gesoek: Werk (W) gedoen per motor

oplossing:

W _net = ½ m (v _t ² – v _o ² )

Werk gedoen met die motor:

W _netto = ½ (1000)(5 ² – 0 ² ) = (500)(25 – 0) = (500)(25) = 12 500 Joule

[irp]

9. 'n Bal van 500 gram word vertikaal opwaarts vanaf die aarde se oppervlak gegooi met 'n beginsnelheid van 10 m/s² ^. Die versnelling as gevolg van swaartekrag is 10 ms ^-2 . Wat is die arbeid wat deur die gewigskrag verrig word wanneer die bal die maksimum hoogte bereik?

Bekend :

Massa van bal (m) = 500 gram = 0.5 kg

Aanvanklike snelheid (v _o ) = 10 m/ ^s²

Eindsnelheid (vt ₎ = 0 (snelheid by die hoogste punt)

Versnelling as gevolg van swaartekrag (g) = 10 m/ ^s²

Gesoek: Werk (W) don volgens gewig

oplossing:

Die netto arbeid verrig deur die netto krag op 'n voorwerp = die verandering in die kinetiese energie.

W _netto = ΔEK = EK _t – EK _o

Wnet = ½ mv _t ² – ½ mv _o ² = ½ m (v _t ² – v _o ² )

KE _t = die finale kinetiese energie, KE _o = die aanvanklike kinetiese energie, m = massa van voorwerp, v _t = die finale snelheid van voorwerp, v _o = aanvanklike snelheid van voorwerp.

Netwerk:

W _net = ½ m (v _t ² – v _o ² ) = ½ (0.5) (0 ² – 10 ² )

W _netto = (0.25)(-100) = -25 Joule

Die minusteken dui aan dat die rigting van verplasing teenoor die gewig van die bal is. Die rigting van die bal is regop en die rigting van die gewig is reguit.

10. 'n Voorwerp van 1 kg val vry met die hoogteverskil = 2.5 meter. Die versnelling as gevolg van swaartekrag is 10 ms ^-2 . Wat is die arbeid wat op die voorwerp verrig word?

Bekend:

Massa van bal (m) = 1 kg

Aanvanklike snelheid (v _o ) = 0 m/s

Hoogte (h) = 2.5 meter

Versnelling as gevolg van swaartekrag (g) = 10 m/ ^s²

Gesoek: Netto werk tydens verplasing

oplossing:

Finale snelheid van die bal (v _t )

Bereken met behulp van die vergelyking van vryvalbeweging. Bekend: Versnelling as gevolg van swaartekrag (g) = 10 m/s² ^, Die verandering in hoogte van die bal (h) = 2.5 meter. Gewenste: Finale snelheid.

vt _{2 =} ² gh = 2(10)(2.5) = 2(25)

vt = _√2 (25)

vt ₌ 5√2

Netto arbeid = die verandering in kinetiese energie

W _net = ΔEK = ½ m (v _t ² – v _o ² ) = ½ (1){(5√2) ² – 0 ² }

W _netto = ½ (25)(2) = 25 Joule

[irp]

11. 'n 2 kg-voorwerp beweeg teen 72 km/uur. Nadat dit 400 meter afgelê het, is die finale snelheid van die voorwerp 144 km/uur. Die versnelling as gevolg van swaartekrag is 10 ms ^-2 . Vind die netto arbeid.

Bekend:

Massa van voorwerp (m) = 2 kg

Aanvanklike snelheid (v _o ) = 72 km/uur = 20 m/s

Eindsnelheid (v _t ) = 144 km/h = 40 m/s

Afstand (s) = 400 meter

Versnelling as gevolg van swaartekrag (g) = 10 m/ ^s²

Gesoek: Die netwerk

oplossing:

Die netto werk = veranderinge van die kinetiese energie

W _net = ΔEK = ½ m (v _t ² – v _o ² ) = ½ (2)(40 ² – 20 ² }

W _netto = ½ (2)(1600 – 400) = 1200 Joule

12. 'n 2 kg voorwerp beweeg teen 2 ms ^–1 . Die arbeid wat op die voorwerp verrig word, is 21 Joule. Wat is die finale snelheid van die voorwerp?

Bekend:

Massa (m) = 2 kg

Aanvanklike snelheid (v _o ) = 2 m/s

Arbeid (W) = 21 Joule

Gewenste: eindsnelheid (v _t )

oplossing:

W _netto = ΔEK

W _netto = 1/2 mv _t ² -1/2 mv _o ²

W _net = 1/2 m (v _t ² – v _o ² )

21 = 1/2 (2) (v _t ² – 2 ² )

21 = ( _vt ² – 2 ² )

21 = vt ₂ ^– 4

vt ₂ = 21 + 4 = ²⁵

vt ₌ √25

vt = 5 m/ _s

[irp]

1 3. 'n Konstante krag van 8 N werk in op 'n voorwerp met 'n massa van 16 kg. Indien die voorwerp aanvanklik in rus is, bepaal dan die spoed van die voorwerp nadat die krag vir 4 sekondes op die voorwerp inwerk.

Bekend:

Konstante krag (F) = 8 Newton

Massa van voorwerp (m) = 16 kg

Aanvanklike spoed van voorwerp (v _o ) = 0 m/s

Tydsintervalkrag werk in op voorwerp (t) = 4 sekondes

Gewenste: Die finale spoed (v _t )

oplossing:

Werk = Die verandering in die kinetiese energie

W = KE finaal – KE aanvanklik

W = ½ mv ^t² _– ½ ^mv _o²

W = ½ mv _t ² – 0

W = ½ mv _t ² —— Vergelyking 1

Werk = Krag x Verplasing

W = Fd

W = 8 dae

Gebruik die vergelyking van nie-uniforme lineêre beweging hieronder om verplasing (d) te bereken:

d = v _o t + ½ by ²

d = verplasing, v _o = beginsnelheid, t = tydsinterval, a = versnelling

d = 0 + ½ by ² = ½ by ² —-> a = (vt _– v _o ) / t = vt _/ t

d = ½ (v _t / t) t ²

^d = ½ (vt ₎ t

Verander verplasing (d) op vergelyking van Werk met verplasing (d) in hierdie vergelyking:

W = 8 dae

W = 8(1/2)(v _t )(t)

W = (4)(v _t )(t) —— vergelyking 2

Vergelyking 1 = Vergelyking 2

W = W

½ mv ^t² ₌ (4)(v _t )(t)

½ mv _t = (4)(t)

½ (16)(vt ₎ = 4(4)

8 v _t = 16

vt ₌ 16 / 8

v _t = 2 meter/sekonde

14. Om die spoed van 'n voorwerp twee keer die aanvanklike spoed te verhoog, bepaal die arbeid wat in die proses benodig word...

Bekend:

Massa van voorwerp (m) = 1 kg

Aanvanklike spoed (v _o ) = 1 m/s

Eindspoed (v _t ) = 2 x beginspoed = 2 x 1 = 2 m/s

Gesoek: Werk

oplossing:

Die aanvanklike kinetiese energie:

KE aanvanklike = ½ mv _o ² = ½ (1)(1) ² = ½ (1)(1) = ½ (1) = 0.5

Die finale kinetiese energie wanneer die spoed van die voorwerp 2 keer sy aanvanklike spoed word:

TOT finale = ½ mv _t ² = ½ (1)(2) ² = ½ (4) = 2

Stelling van arbeid-kinetiese energie:

Werk = Die verandering in kinetiese energie

Werk = Die finale kinetiese energie – die aanvanklike kinetiese energie

Werk = 2 – 0.5

Werk = 1.5

Die aanvanklike kinetiese energie = 0.5

Werk = 3 x 0.5 = 1.5

Vereis arbeid 3 keer sy aanvanklike kinetiese energie.

15. 'n Motor met 'n massa van 1500 kg beweeg teen 'n spoed van 36 km/uur op 'n lineêre en gladde horisontale pad. Die motor versnel tot 72 km/uur. Bepaal die arbeid wat nodig is om die motor te versnel.

Bekend:

Massa van motor (m) = 1500 kg

Aanvanklike spoed van motor (v _o ) = 36 km/uur = 36 000 meter / 3600 sekondes = 10 meter/sekonde

Finale spoed van motor (v _t ) = 72 km/uur = 72 000 meter / 3600 sekondes = 20 meter/sekonde

Gesoek: Werk benodig om die motor te versnel

oplossing:

Stelling van arbeid-kinetiese energie:

W = EK finaal – EK aanvanklik

W = ½ mv _t ² – ½ mv _o ² = ½ m (v _t ² –v _o ² )

W = ½ (1500)(20 ² – 10 ² )

W = ½ (1500)(400 – 100)

W = ½ (1500)(300)

W = (1500)(150)

W = 225 000 Joule

16. 'n Voorwerp met 'n massa van 2 kg beweeg aanvanklik teen 'n spoed van 72 km.uur ^-1 . Nadat dit in 'n horisontale reguit pad tot 400 m beweeg het, is die spoed van die voorwerp 144 km.uur ^-1 . Bepaal die totale arbeid op die voorwerp.

Bekend:

Massa van voorwerp (m) = 2 kg

Aanvangspoed (v _o ) = 72 km/uur = 72 000 meter / 3600 sekondes = 20 m/s

Eindspoed (v _t ) = 144 km/uur = 144 000 meter / 3600 sekondes = 40 m/s

Verplasing van voorwerp = 400 meter

Gesoek: Netwerk op die voorwerp

oplossing:

Die stelling van arbeid-kinetiese energie stel dat die netto arbeid op 'n voorwerp inwerk op dieselfde manier as die verandering van die kinetiese energie van die voorwerp.

W netto = NA finaal – NA aanvanklik

W netto = ½ mv ^t² _– ½ ^mv _o²

W net = ½ m (v _t ² – v _o ² )

W netto = ½ (2)(40 ² – 20 ² )

W netto = 1600 – 400

W netto = 1200 Joule

Beskrywing:

W = Arbeid, KE = kinetiese energie

Kinetiese energie

17. 'n 10-gram koeël wat teen 'n konstante spoed van 100 m/s beweeg. Wat is die kinetiese energie van die koeël?

Bekend:

Massa van koeël (m) = 10 gram = 10/1000 kilogram = 1/100 kilogram = 0.01 kilogram

Koeël se spoed (v) = 100 meter/sekonde

Gesoek: Kinetiese energie

oplossing:

KE = 1/2 ^mv²

KE = 1/2 (0,01 kg)(100 m/s) ^²

KE = 1/2 (0,01 kg)(10 000 m ² /s ² )

KE = (0,01 kg)(5000 m ² /s ² )

KE = 50 kg ^m² / ^s²

KE = 50 Joule

[wpdm_package id = '1191 ′]

1. Werk verrig deur kragprobleme en oplossings
2. Arbeid-kinetiese energieprobleme en oplossings
3. Werk-meganiese energiebeginselprobleme en oplossings
4. Probleme en oplossings vir gravitasie-potensiële energie
5. Potensiële energie van elastiese veerprobleme en oplossings
6. Kragprobleme en oplossings
7. Toepassing van die behoud van meganiese energie vir vryvalbeweging
8. Toepassing van die behoud van meganiese energie vir op- en afwaartse beweging in vryvalbeweging
9. Toepassing van die behoud van meganiese energie vir beweging op 'n geboë oppervlak
10. Toepassing van die behoud van meganiese energie vir beweging op 'n skuins vlak
11. Toepassing van die behoud van meganiese energie vir projektielbeweging

Lees meer

1. 'n Persoon trek 'n blok 2 m langs 'n horisontale oppervlak met 'n konstante krag F = 20 N. Bepaal die arbeid verrig deur krag F wat op die blok inwerk.

Bekend:

Krag (F) = 20 N

Verplasing (s) = 2 m

Hoek (θ ) = 0

Gesoek : Werk (W)

oplossing:

W = F d cos θ = (20)(2)(cos 0) = (20)(2)(1) = 40 Joules

[irp]

2. 'n Krag F = 10 N werk in op 'n boks 1 m langs 'n horisontale oppervlak. Die krag werk teen 'n hoek van 30 ^° soos in die figuur hieronder getoon. Bepaal die arbeid verrig deur krag F!

Bekend :

Krag (F) = 10 N

Die horisontale krag (Fx ₎ = Fcos30 ^o = (10)(0.5√3) = 5√3 N

Verplasing (d) = 1 meter

Gesoek : Werk (W)?

Oplossing :

W = F _x d = (5√3)(1) = 5√3 Joule

3. 'n Liggaam val vrylik vanuit rus, vanaf 'n hoogte van 2 m. As die versnelling as gevolg van swaartekrag 10 m/s² is ^, bepaal die arbeid wat deur die swaartekrag verrig word!

Bekend:

Voorwerp se massa (m) = 1 kg

Hoogte (h) = 2 m

Versnelling as gevolg van swaartekrag (g) = 10 m/ ^s²

Gewenste: Arbeid verrig deur die swaartekrag (W)

oplossing:

W = F d = wh = mgh

W = (1)(10)(2) = 20 Joule

W = arbeid, F = krag, d = afstand, w = gewig , h = hoogte, m = massa, g = versnelling as gevolg van swaartekrag.

[irp]

4. 'n 1 kg-voorwerp is aan 'n veer vasgemaak sodat dit 2 cm verleng is. As die versnelling as gevolg van swaartekrag 10 m/s² is ^, bepaal (a) die veerkonstante (b) die arbeid wat deur die veerkrag op die voorwerp verrig word

Bekend:

Massa (m) = 1 kg

Versnelling as gevolg van swaartekrag (g) = 10 m/ ^s²

Verlenging (x) = 2 cm = 0.02 m

Gewig (w) = mg = (1 kg)(10 m/ ^s² ) = 10 kg m/s² ⁼ 10 N

Gewenste: Veerkonstante en arbeid verrig deur veerkrag

oplossing:

(a) Veerkonstante

Formule van Hooke se wet :

F = kx.

k = F / x = w / x = mg / x

k = (1)(10) / 0.02 = 10 / 0.02

k = 500 N/m

(b) werk verrig deur veerkrag

W = – ½ kx ²

W = – ½ (500)(0.02) ²

W = – (250)(0.0004)

W = -0.1 Joule

Die minusteken dui aan dat die rigting van die veerkrag teenoorgesteld is aan die rigting van die voorwerp se verplasing.

[irp]

5. 'n Krag F = 10 N versnel 'n boks oor 'n verplasing van 2 m. Die vloer is ru en oefen 'n wrywingskrag Fk = 2 N uit _. Bepaal die netto arbeid wat op die boks verrig word.

Bekend:

Krag (F) = 10 N

Kinetiese wrywingskrag (Fk ₎ = 2 N

Verplasing (d) = 2 m

Gesoek: Netwerk (W- _netwerk )

oplossing:

Arbeid verrig deur krag F:

W1 = Fd cos 0 = (10)(2)(1) = 20 _Joule

Werk verrig deur die krag van kinetiese wrywing (Fk ₎ :

W2 ₌ Fkd = (2)(2)(cos 180) = (2)(2)(-1) = -4 _Joule

Netwerk:

W _netto = W ₁ – W ₂

W _netto = 20 – 4

W _netto = 16 Joule

6. Wat is die arbeid wat deur krag F op die blok verrig word?

Bekend:

Krag (F) = 12 Newton

Verplasing (d) = 4 meter

Gesoek: Werk (W)

oplossing:

W = F d = (12 Newton)(4 meter) = 48 N m = 48 Joule

[irp]

7. 'n Blok word deur 'n krag van 200 N gestoot. Die blok se verplasing is 2 meter. Wat is die arbeid wat op die blok verrig word?

Bekend:

Krag (F) = 200 Newton

Verplasing (d) = 2 meter

Gesoek: Werk (W)

oplossing:

Werk:

W = Fs

W = (200 Newton)(2 meter)

W = 400 Nm

W = 400 Joule

8. Die bestuurder van die sedan wil sy motor presies 0.5 m voor die vragmotor parkeer, wat 10 m van die sedan se posisie af is. Watter werk word deur die sedan vereis?

Bekend:

Verplasing (d) = 10 meter – 0.5 meter = 9.5 meter

Krag (F) = 50 Newton

Gesoek: Werk (W)

oplossing:

W = Fs

W = (50 Newton)(9.5 meter)

W = 475 Nm

W = 475 Joule

[irp]

9.

Die arbeid wat Tom en Jerry verrig sodat die motor tot 4 meter kan beweeg. Die kragte wat Tom en Jerry uitoefen, is 50 N en 70 N.

Bekend:

Verplasing (s) = 4 meter

Netto krag (F) = 50 Newton + 70 Newton = 120 Newton

Gesoek: Werk (W)

oplossing:

W = F s = (120 Newton)(4 meter) = 480 N m = 480 Joule

10. 'n Bestuurder trek 'n motor sodat die motor tot 1000 cm beweeg. Wat is die arbeid wat op die motor verrig word?

Bekend:

Krag (F) = 250 Newton

Verplasing (s) = 1000 cm = 1000/100 meter = 10 meter

Gesoek: Werk (W)

oplossing:

W = F s = (250 Newton)(10 meter) = 2500 N m = 2500 Joule

11. Gebaseer op die figuur hieronder, as die werk verrig deur die netto krag 375 Joule is, bepaal die voorwerp se verplasing.

Bekend:

Arbeid (W) = 375 Joule

Netto krag ( ΣF) = 40 N + 10 N – 25 N = 25 Newton ( regs )

Gesoek: Verplasing ( d )

oplossing:

Die vergelyking van werk:

W = Fs

Voorwerp se verplasing:

d = W / F = 375 Joule / 25 Newton

d = 15 meter s

12. Die aktiwiteite hieronder wat nie werk verrig nie, is …

A. Stoot 'n voorwerp tot 10 meter ver

B. Stoot 'n motor totdat dit beweeg

C. Stoot 'n muur

D. Het 'n boks getrek

oplossing:

Die vergelyking van werk:

W = ΣF s

W = arbeid , F = krag , d = verplasing

Gebaseer op die bogenoemde formule, word werk deur krag verrig en is daar 'n verplasing.

Die korrekte antwoord is C.

1 3. Andrew stoot 'n voorwerp met 'n krag van 20 N sodat die voorwerp in 'n sirkelbeweging met 'n radius van 7 meter beweeg. Bepaal die arbeid wat Andrew verrig vir twee keer die sirkelbeweging.

A. 0 Joule

B. 1400 Joule

C. 1540 Joule

D. 1760 Joule

oplossing:

As die persoon die rolstoel twee keer vir 'n sirkelbeweging stoot, keer die persoon en rolstoel terug na die oorspronklike posisie, dus is die verplasing van die persoon nul.

Verplasing = 0, dus arbeid = 0.

Die korrekte antwoord is A.

14. Iemand stoot 'n voorwerp op die vloer met 'n krag van 350 N. Die vloer oefen 'n wrywingskrag van 70 N uit. Bepaal die arbeid wat deur krag verrig word om die voorwerp tot 6 meter te beweeg.

A. 45 J

B. 72 J

C. 1680 J

D. 2580 J

Bekend:

Die stootkrag (F) = 350 Newton

Wrywingskrag (F _fric ) = 70 Newton

Verplasing van voorwerp(e) = 6 meter

Gesoek: Werk (W)

oplossing:

Daar is twee kragte wat op die voorwerp inwerk, die stootkrag (F) en die wrywingskrag (F _fric ). Die stootkrag het dieselfde rigting as die verplasing van die voorwerp, want die stootkrag verrig 'n positiewe werk. Aan die ander kant het die wrywingskrag die teenoorgestelde rigting met 'n verplasing van die voorwerp, sodat die wrywingskrag 'n negatiewe werk verrig.

Werk verrig deur stootkrag:

W = F d = (350 Newton)(6 meter) = 2100 Newton-meter = 2100 Joule

Werk verrig deur wrywingskrag:

W = – (F _fric )(s) = – (70 Newton)(6 meter) = – 420 Newton-meter = – 420 Joule

Die netwerk:

W netto = 2100 Joules – 420 Joules

W netto = 1680 Joule

Die korrekte antwoord is C.

15. 'n Voorwerp word deur 'n horisontale krag van 14 Newton op 'n growwe vloer met 'n wrywingskrag van 10 Newton gestoot. Bepaal die netto werk om die voorwerp tot 8 meter ver te beweeg.

A. 0.5 Joule

B. 3 Joule

C. 32 Joule

D. 192 Joule

Bekend:

Stootkrag (F) = 14 Newton

Wrywingskrag (F _fric ) = 10 Newton

Verplasing van voorwerp (d) = 8 meter

Gesoek: Werk (W)

oplossing:

Daar is twee kragte wat op 'n voorwerp inwerk, stootkrag (F) en wrywingskrag (Ffric ₎.

Die stootkrag het dieselfde rigting as die verplasing van die voorwerp sodat die stootkrag 'n positiewe werk verrig. Aan die ander kant het die wrywingskrag die teenoorgestelde rigting as die verplasing van die voorwerp sodat die wrywingskrag 'n negatiewe werk verrig.

Werk verrig deur stootkrag:

W = F s = (14 Newton)(8 meter) = 112 Newton meter = 112 Joule

Werk verrig deur wrywingskrag:

W = – (F _fric )(s) = – (10 Newton)(8 meter) = – 80 Newton meter = – 80 Joule

Die netwerk:

W netto = 112 Joules – 80 Joules

W netto = 32 Joule

Die korrekte antwoord is C.

16. Bepaal die netto arbeid gebaseer op die onderstaande figuur.

A. 360 Joule

B. 450 Joule

C. 600 Joule

D. 750 Joule

oplossing:

Arbeid = Krag (F) x verplasing (d)

Werk = Oppervlakte van driehoek 1 + oppervlakte van reghoek + oppervlakte van driehoek 2

Work = 1/2(40-0)(3-0) + (40-0)(9-3) + 1/2(40-0)(12-9)

Werk = 1/2(40)(3) + (40)(6) + 1/2(40)(3)

Werk = (20)(3) + 240 + (20)(3)

Werk = 60 + 240 + 60

Arbeid = 360 Joule

Die korrekte antwoord is A.

17. 'n Stuk hout met 'n lengte van 60 cm word vertikaal in die grond ingeprop. Hout word met 'n 10 kg-hamer vanaf 'n hoogte van 40 cm bo die bokant van die hout geslaan. As die gemiddelde weerstandskrag van die grond 2 x 10³ N is en ^die versnelling as gevolg van swaartekrag 10 m/s² is ^, dan sal die hout heeltemal in die grond ingaan na ... treffers.

A. 4

B. 16

C. 28

D. 30

Bekend:

Massa van hamer (m) = 10 kg

Versnelling as gevolg van swaartekrag (g) = 10 m ^/ s²

Gewig van hamer (w) = mg = (10)(10) = 100 kg m/ ^s²

Verplasing van hamer voordat dit die hout tref (d) = 40 cm = 0.4 meter

Die weerstand van hout (F) = 2 x 10³ ^N = 2000 N

Lengte van hout (s) = 60 cm = 0.6 meter

Gesoek: Die hout sal heeltemal in die grond indring na…. treffers.

oplossing:

Die arbeid wat op die hamer verrig word wanneer die hamer so ver as 0.4 meter beweeg, is:

W = F d = ws = (100 N)(0.4 m) = 40 Nm = 40 Joule

Arbeid verrig deur die weerstandskrag van die grond:

W = F d = (2000 N)(0.6 m) = 1200 Nm = 1200 Joule

Die hout sal heeltemal in die grond indring na…. treffers.

1200 Joule / 40 Joule = 30

Die korrekte antwoord is D.

[wpdm_package id = '1192 ′]

1. Werk verrig deur kragprobleme en oplossings
2. Arbeid-kinetiese energieprobleme en oplossings
3. Werk-meganiese energiebeginselprobleme en oplossings
4. Probleme en oplossings vir gravitasie-potensiële energie
5. Die potensiële energie van elastiese veerprobleme en oplossings
6. Kragprobleme en oplossings
7. Toepassing van die behoud van meganiese energie vir vryvalbeweging
8. Toepassing van die behoud van meganiese energie vir op- en afwaartse beweging in vryvalbeweging
9. Toepassing van die behoud van meganiese energie vir beweging op 'n geboë oppervlak
10. Toepassing van die behoud van meganiese energie vir beweging op 'n skuins vlak
11. Toepassing van die behoud van meganiese energie vir projektielbeweging

Lees meer

1. Die Aarde se afstand van die Son is 149.6 x 10⁶ ^km en die Aarde se omwentelingsperiode is 1 jaar. Bereken ^T₂ / ^r₃

Bekend:

T = 1 jaar, r = 149.6 x ¹⁰⁶ km

Gewenste : T2 ^/ r3 ⁼ …?

Oplossing :

k = T² /r³ = 1² / (149.6 x 10⁶)³ = 1 / (3348071.9 x 10¹⁸) = 2.98 x 10^-25 jaar²/ km³

[irp]

2. Universele konstante (G) = 6.67 x 10⁻⁹ ^Nm² / kg² ^{en die} Son s'n 1.99 x 10⁻¹⁰ ^kg.

[irp]

3. Die gemiddelde afstand van die Aarde vanaf die Son is 149.6 x 10⁶ ^km en die gemiddelde afstand van Mercurius vanaf die Son is 57.9 x 10⁶ ^km . Die Aarde se omwentelingsperiode is 1 jaar, wat is die periode van Mercurius se omwenteling?

Bekend:

r van die Aarde = 149.6 x ^10⁶ km

r van kwik = 57.9 x ^10⁶ km

T van die Aarde = 1 jaar

Gesoek: T van kwik?

oplossing:

[wpdm_package id = '953 ′]

1. Newton se wet van universele swaartekragprobleme en oplossings
2. Swaartekragte, gewigsprobleme en oplossings
3. Versnelling as gevolg van swaartekragprobleme en oplossings
4. Geosynchrone satellietprobleme en oplossings
5. Kepler se wet probleme en oplossings probleme en oplossings

Lees meer

1. Wat is die hoogte van 'n geosinchrone satelliet bo die aarde se oppervlak?

G = universele konstante = 6.67 x ^10-11 N ^m² / ^kg²

M = Aarde se massa = 5.97 x 10^ ²⁴ kg

T = 24 uur = 24 (3600 sekondes) = 86,400 4 sekondes = 8.64 x ^10⁴ sekondes

Oplossing

Satelliet se hoogte bo die aarde se oppervlak = 4.22 x 10⁴ ^m = 4.22 x 10⁴ ^km = 42 200 km

Satelliet se hoogte bo die aarde se oppervlak = 6.38 x 10⁶ ^m = 6.38 x ^10⁶ km = 6380 km

Satelliet se hoogte bo die aarde se oppervlak = satelliet se afstand vanaf die aarde se middelpunt – aarde se radius

Satelliet se hoogte bo die aarde se oppervlak = 42 200 km – 6380 km

Satelliet se hoogte bo die aarde se oppervlak = 35 820 km

[irp]

2. Wat is die spoed van 'n geosinchrone satelliet?

Universele konstante (G) = 6.67 x ^10-11 N ^m² / ^kg²

Aarde se massa (m _E ) = 5.97 x 10^ ²⁴ kg

Die afstand tussen satelliet en die Aarde se middelpunt (r) = 4.22 x ^10⁶ m

Oplossing

of gebruik hierdie vergelyking

[wpdm_package id = '949 ′]

1. Newton se wet van universele swaartekragprobleme en oplossings
2. Swaartekragte, gewigsprobleme en oplossings
3. Versnelling as gevolg van swaartekragprobleme en oplossings
4. Geosynchrone satellietprobleme en oplossings
5. Kepler se wet probleme en oplossings probleme en oplossings

Lees meer

1. Die afstand tussen 'n persoon van 40 kg en 'n persoon van 30 kg is 2 m. Wat is die grootte van die gravitasiekrag wat elkeen op die ander uitoefen? Universele konstante = 6.67 x ^10-11 N m ² / kg ²

Bekend:

m1 = 40 kg, m2 _{= 30 kg, r} ⁼ 2 m, G = 6.67 ^{x 10-11} _Nm2 / kg2

Gewenste: die grootte van gravitasiekrag (F)?

oplossing:

[irp]

2. Die afstand tussen die Aarde en die Maan (r) is 3.84 x 108 ^m . Wat is die grootte van die gravitasiekrag wat elkeen op die ander uitoefen?

Bekend:

Aarde se massa (m _E ) = 5.97 x 10^ ²⁴ kg

Maan se massa (m⁻¹ _/M ) = 7.35 x ^10⁻² kg

Die afstand tussen die Aarde se middelpunt en die Maan se middelpunt (r) = 3.84 x ^10⁶ m

Universele konstante (G) = 6.67 x 10⁻⁹ ^-11 N ^m² / ^kg²

Gewenste: Die grootte van gravitasiekrag (F)

oplossing:

[irp]

3. Wat is die afstand vanaf die Aarde, die grootte van die gravitasiekrag van die aarde en die maan is nul?

Bekend:

Aarde se massa = 5.97 x ^10²24 kg

Maan se massa = 7.35 x ¹⁰²² kg

Die afstand tussen die Aarde se middelpunt en die Maan se middelpunt (r) = 3.84 x ^10⁶ m.

Universele konstante ( ^G ) = 6.67 x ^10⁻⁹ Nm² / ^kg²

Gewenste: afstand vanaf die Aarde

oplossing:

Die netto gravitasiekrag is nul.

Gebruik die kwadratiese formule:

'n = – 6.35

B = – 7.68 x ¹⁰⁸

C = 87.76 x ^10-14

 

[wpdm_package id = '955 ′]

1. Newton se wet van universele swaartekragprobleme en oplossings
2. Swaartekragte, gewigsprobleme en oplossings
3. Versnelling as gevolg van swaartekragprobleme en oplossings
4. Geosynchrone satellietprobleme en oplossings
5. Kepler se wet probleme en oplossings probleme en oplossings

 

Lees meer