ስለ ሜካኒካል ኢነርጂ ምሳሌዎች ጥያቄዎች

6 የሜካኒካል ኢነርጂ ጥያቄዎች ምሳሌዎች

የሜካኒካል ሥራ-ኢነርጂ ቲዎሪ

1. የብሎኩ መፈናቀል የሚከተለውን ምስል ይመልከቱ! g = 10 m/s ² ን ያስቡ ። በብሎኩ እና በወለሉ መካከል ያለው የኪነቲክ ግጭት ኮፊሸንት μ k = 0,5 ከሆነ፣ የነገሩ መፈናቀል(ዎች) እሴት … ነው።

ሀ. 5,00 ሜትር

ቢ. 4,25 ሜትር

ሴ. 3,00 ሜትር

ዲ. 2,50 ሜትር

ኢ. 2,00 ሜትር

ውይይት

እንደሚታወቀው ፡-

የኪነቲክ ግጭት ኮፊሸንት ( μk ) = 0,5

የብሎክ ክብደት (ሜ) = 4 ኪ.ግ.

በስበት ኃይል ምክንያት የሚፈጠር ፍጥነት (ግ) = 10 ሜ/ሰ ²

የብሎክ ክብደት (w) = mg = (4)(10) = 40 ኒውተን

ብሎኩ ጠፍጣፋ መሬት ላይ ከሆነ፣ መደበኛው ኃይል (N) = ክብደት (w) = 40 ኒውተን።

የመጀመሪያ ፍጥነት (v ₁ ) = 5 ሜ/ሰ

የመጨረሻ ፍጥነት (v ₂ ) = 0 ሜ/ሰ

ተጠየቀ ፡ የነገሩን መፈናቀል (ዎች)?

መልስ​

የሥራ-ሜካኒካል የኢነርጂ ቲዎሪ እንደሚገልጸው በወግ አጥባቂ ኃይል የተሰራው ሥራ (W) የነገሩን የሜካኒካል ኃይል ወይም የመጨረሻውን የሜካኒካል ኃይል (EM ₂ ) ለውጥ - የመጀመሪያውን የሜካኒካል ኃይል (EM ₁ ) - ጋር እኩል ነው። የኪኔቲክ ግጭት ወግ አጥባቂ ያልሆነ ኃይል ሲሆን በብሎኩ ላይ የሚሠራው ብቸኛው ወግ አጥባቂ ያልሆነ ኃይል የኪኔቲክ ግጭት ኃይል ነው።

ወ = Δ EM

f _ks = EM ₂ – EM ₁

በኪነቲክ ግጭት የተሰራ ስራ፡

ወ = f _ks s = ( μ k )(N)(s) = (0,5)(40)(s) = 20 ሰከንድ

በሜካኒካል ኢነርጂ ላይ የሚደረጉ ለውጦች፡

Δ EM = EM ₂ – EM ₁ = (EK + EP) ₂ – (EK + EP) ₁

አንድ ነገር ጠፍጣፋ መሬት ላይ ይንቀሳቀሳል እና የቁመት ለውጥ አያጋጥመውም ( Δ h = 0) ስለዚህ በስበት ኃይል እምቅ ኃይል ላይ ምንም ለውጥ የለም ( Δ EP = EP ₂ – EP ₁ = 0)። ስለዚህ በሜካኒካል ኃይል ላይ የሚደረጉ ለውጦች የሚያካትቱት በኪነቲክ ኃይል ላይ ብቻ ነው።

Δ EM = EK ₂ - EK ₁ = ½ mv ₂ ² - ½ mv ₁ ² = ½ ሜትር (ቁ ₂ ² - ቁ ₁ ² )

Δ EM = ½ (4) (0 ² - 5 ² ) = (2) (25) = 50

የብሎኩ መፈናቀል የሚከተለው ነው፡

ወ = Δ EM

20 ሰ = 50

s = 50 / 20 = 2,5 ሜትር

ትክክለኛው መልስ ዲ ነው።

የሜካኒካል ኢነርጂ ጥበቃ ህግ

2. ነገሮች A እና B ተመሳሳይ ክብደት አላቸው። ነገር A ከ h ሜትር ቁመት ይወድቃል እና B ከ 2 ሰዓት ሜትር ይወድቃል። A በ vm/s ፍጥነት መሬት ላይ ቢመታ፣ ነገር B በኪነቲክ ኃይል መሬት ላይ ይመታል።

ሀ. 2 mv ²

ቢ. mv ²

ሲ. 3/4 mv ²

ዲ. 1/2 mv ²

ኢ. 1/4 mv ²

ውይይት

ከ2 ሰዓት ከፍታ በነፃነት የሚወርደው የነገር B የመጨረሻ ፍጥነት፡

v ² = 2 ግ (2 ሰዓት) = 4 ግ

የነገር B የኪነቲክ ኃይል፡

ኢኬ _ቢ = ½ mv ² = ½ m (4 gh) = 2 mg h —– እኩልታ 1

የነገር B የመጀመሪያ ሜካኒካል ኃይል የስበት ኃይል እምቅ ኃይል = mg h ነው። የነገር B የመጨረሻው ሜካኒካል ኃይል ኪኔቲክ ኃይል = ½ mv ² ነው ።

የሜካኒካል ኢነርጂ ጥበቃ ህግ ፡-

ሚግህ = ½ mv ² ።

mgh = ½ mv ² ስለሆነ ፣ በእኩልታ 1 ውስጥ ያለውን mgh በ ½ mv ² መተካት እንችላለን ።

የነገር B ኪኔቲክ ኃይል = 2 ሚ.ግ በሰዓት = 2(½ mv ² ) = mv ²

ትክክለኛው መልስ ለ ነው።

3. ከታች ያለውን ሥዕል ተመልከት! አንድ ነገር ከ20 ሜትር ከፍታ በነፃነት ይወድቃል። በስበት ኃይል ምክንያት የሚፈጠረው ፍጥነት 10 ሜትር/ሰ ከሆነ፣ ዕቃው ከመሬት በላይ 15 ሜትር ሲሆን የሚፈጀው ፍጥነት…

ሀ. 2 ሜ/ሰ

ቢ. 5 ሜ/ሰ

ሲ. 10 ሜ/ሰ

ዲ. 15 ሜ/ሰ

ኢ. 20 ሜ/ሰ

ውይይት

የመጨረሻ ሜካኒካል ጉልበት = የመጀመሪያ ሜካኒካል ጉልበት

በነጥብ 2 ላይ ያለው የነገር ኪነቲክ ኃይል = የስበት ኃይል እምቅ ኃይል በ5 ሜትር መቀነስ

½ mv ² = mgh

½ v ² = (10)(20-15)

½ v ² = (10)(5)

½ v ² = 50

v ² = (2)(50)

v ² = 100

v = 10 ሜ/ሰ

ትክክለኛው መልስ ሲ ነው።

4. በሥዕሉ ላይ እንደሚታየው አንድ ብሎክ በተዘነበለ አውሮፕላን አናት ላይ ተይዟል። ሲለቀቅ፣ ብሎኩ በዘንበልታው ላይ ያለምንም ግጭት ይንሸራተታል። ብሎኩ ወደ ዘንበልታው ግርጌ ሲደርስ የሚፈጀው ፍጥነት…

ሀ. 6 ሚ.ሰ.^-1

ቢ. 8 ሚሴ ^-1

ሲ. 10 ሚሴ ^-1

መ. 12 ሚሴ ^-1

ኢ. 16 ሚሴ ^-1

ውይይት

የመጀመሪያ ሜካኒካል ኃይል = የስበት ኃይል እምቅ ኃይል = mgh = m (10)(5) = 50 m

የመጨረሻ ሜካኒካል ኢነርጂ = ኪኔቲክ ኢነርጂ = 1/2 mv ²

የሜካኒካል ኢነርጂ ጥበቃ ህግ እንደሚለው የመጀመሪያ ሜካኒካል ኢነርጂ = የመጨረሻ ሜካኒካል ኢነርጂ።

ኢኤም _o = ኢኤም _ቲ

50 ሜትር = 1/2 mv ²

50 = 1/2 v ²

2 (50) = v ²

100 = v ²

v = 10 ሜ/ሰ

ትክክለኛው መልስ ሲ ነው።

5. በሥዕሉ ላይ እንደሚታየው የ m ኪ.ግ ክብደት ያለው ብሎክ ከመሬት በላይ ካለው h ሜትር ከፍታ ይለቀቃል። እምቅ ኃይል (EP) እና የኪነቲክ ኃይል (EK) ጥምርታ M ነጥብ ላይ ሲሆን…

ሀ. 1፡ 3

ለ. 1፡ 2

ሐ. 2፡ 1

መ. 2፡ 5

ኢ. 3፡ 7

ውይይት

በነጥብ M ላይ የስበት ኃይል እምቅ ኃይል፡

ኢፒ _ኤም = mg (0,3 ሰዓት)

በነጥብ M ላይ ያለው የኪነቲክ ኃይል = የስበት ኃይል እምቅ ኃይል በ h-0,3h = 0,7h መቀነስ

ኢኬ _ኤም = EP = mg (0,7 ሰዓት)

በነጥብ M ላይ የስበት ኃይል እምቅ ኃይል እና የኪነቲክ ኃይል ጥምርታ፡

ኢፒ _ኤም : ኢኬ _ኤም

ሚ.ግ. (0,3 ሰዓት) : ሚ.ግ. (0,7 ሰዓት)

0,3: 0,7

3: 7

ትክክለኛው መልስ ኢ ነው።

6. ከታች ካለው ነጥብ P በነፃነት የሚወድቅ የነገር ምስልን ይመልከቱ!

EP _Q እና EK _Q በቅደም ተከተል በQ ነጥብ ላይ እምቅ ኃይል እና የኪነቲክ ኃይል ከሆኑ (g = 10 m/s ² )፣ EP _Q : EK _Q ማለት ነው…

ሀ. 16፡ 9

ለ. 9፡ 16

ሐ. 3፡ 2

መ. 2፡ 3

ኢ. 2፡ 1

ውይይት

በነጥብ Q ላይ የስበት ኃይል እምቅ ኃይል፡

EP _Q = mgh = (m)(10)(1,8) = 18 ሜትር

በነጥብ Q ላይ ያለው የኪነቲክ ኃይል = የስበት ኃይል እምቅ ኃይል በ5-1,8 = 3,2 ሜትር መቀነስ

ኢኬ _ኪው = ኢፒ = ሚግኤች = ሜ (10)(3,2) = 32 ሜ

በነጥብ Q ላይ የስበት ኃይል እምቅ ኃይል እና የኪነቲክ ኃይል ጥምርታ፡

ኢፒ _ኪው ፡ ኢኬ _ኪው

18 ሜትር፡ 32 ሜትር

18: 32

9: 16

የጥያቄ ምንጭ፡

ለከፍተኛ ሁለተኛ ደረጃ ትምህርት ቤት/ለሙያ ሁለተኛ ደረጃ ትምህርት ቤት የብሔራዊ የፊዚክስ ፈተና ጥያቄዎች