ስለ ሥራ እና ጉልበት ምሳሌዎች ጥያቄዎች

16 የሥራ እና የኃይል ጥያቄዎች ምሳሌዎች

ቲዎሬም የስራ-ኪኔቲክ ኢነርጂ

1. የ60 N የማያቋርጥ ኃይል በ10 ኪ.ግ ክብደት ባለው ነገር ላይ ለ12 ሰከንዶች ይሠራል።

ከኃይሉ ጋር በተመሳሳይ አቅጣጫ 6 ሜ/ሰከንድ የመጀመሪያ ፍጥነት አለው።

(1) በእቃው ላይ የተከናወነው ሥራ 30.240 ጁል ነው

(2) የነገሩ የመጨረሻ ኪነቲክ ኃይል 30.240 ጁልስ ነው።

(3) የሚመነጨው ኃይል 2.520 ዋት ነው

(4) የነገሩ የኪነቲክ ኃይል መጨመር 180 ጁልስ ነው።

ትክክለኛው መግለጫ…

ሀ. 1፣ 2 እና 3

ለ. 1 እና 3

ሐ. 1 እና 4

መ. 4 ብቻ

ሠ. ሁሉም ትክክል ናቸው

ውይይት

እንደሚታወቀው፡-

ኃይል (F) = 60 N

የጊዜ ክፍተት (t) = 12 ሰከንዶች

የነገሩ ክብደት (ሜ) = 10 ኪ.ግ

የመጀመሪያ ፍጥነት (v _o ) = 6 ሜ/ሰ

ጥያቄ፡- የትኛው መግለጫ ትክክል ነው?

መልስ፡

የአንድ ነገር ማፋጠን፡

∑ ኤፍ = ማ

60 = 10 ሀ

a = 60 / 10 = 6 ሜ/ሰ ²

የመጨረሻ ፍጥነት፡

v _t = v _o + at

v _t = 6 + (6)(12)

v _t = 6 + 72

v _t = 78 ሜ/ሰ

የተጓዘው ርቀት በ12 ሰከንዶች ውስጥ፡

s = v _o t + 1/2 በ ²

s = (6)(12) + 1/2 (6)(12) ²

s = 72 + (3)(144)

s = 72 + 432

s = 504 ሜትር

(1) የተከናወነው ሥራ

ወ = ኤፍ s = (60)(504) = 30.240 ጁልስ

(2) የነገሩ የመጨረሻ ኪነቲክ ኃይል

EK = 1/2 mv _t ² = 1/2 (10) (78) ² = (5) (6084) = 30.420 Joules

(3) የሚመነጨው ኃይል

ፒ = ወ / t = 30.240 / 12 = 2.520 ጁሎች/ሰከንድ

(4) የኪነቲክ ኃይል መጨመር

ΔEK = 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)

ΔEK = 30.240 ጁሎች

ትክክለኛው መልስ ለ ነው።

2. በቀጥታ መስመር የሚንቀሳቀስ ነገር ፍጥነት ለውጥ ላይ ያለው መረጃ እንደሚከተለው ቀርቧል። ትልቁ ስራ የሚከናወነው በነገር ቁጥር ነው…

ሀ. 1

ቢ. 2

ሲ. 3

መ. 4

ኢ. 5

ውይይት

የሥራ-ኪነቲክ የኃይል ቲዎሪ፡

ጠቅላላ ሥራ = የኪነቲክ ኃይል ለውጥ

_ጠቅላላ ደብሊው = ½ ሜትር (v _t ² – v _o ² )

ትልቁ ንግዶች የሚከተሉት ናቸው፡

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

W ₂ = ½ (8)(5 ² –3 ² ) = (4)(25 – 9) = (4)(16) = 64 ጁልስ

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

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

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

ትክክለኛው መልስ ዲ ነው።

3. ኦዲ በ25 ሜትር/ሰ ፍጥነት ቀጥ ባለ መንገድ ላይ 4000 ኪ.ግ ክብደት ያለው መኪና እየነዳ ነው። ከሩቅ የትራፊክ መጨናነቅ ሲያይ የመኪናውን ፍጥነት በየጊዜው ወደ 15 ሜትር/ሰ እንዲቀንስ መኪናውን ፍሬን ያበራል። የፍሬን ኃይል የሚሰራው ስራ…

ሀ. 200 ኪ.ጁ

ቢ. 300 ኪ.ጁ

ሲ. 400 ኪ.ጁ

ዲ. 700 ኪጁ

ኢ. 800 ኪ.ጁ

ውይይት

እንደሚታወቀው ፡-

የመኪና ክብደት (ሜ) = 4000 ኪ.ግ

የመኪናው የመጀመሪያ ፍጥነት (v _o ) = 25 ሜ/ሰ

የመኪናው የመጨረሻ ፍጥነት (vt ₎ = 15 ሜ/ሰ

ጥያቄ ፡ በመኪናው ላይ (W) መሥራት?

መልስ​

የሥራ-ኪነቲክ የኃይል ቲዎሪ፡

_ጠቅላላ ደብሊው = ½ ሜትር (v _t ² – v _o ² ) = ½(4000)(15 ² -25 ² ) = (2000)(225-625) = (2000)(-400) = -800.000 ጁልስ = -800 ኪሎ ጁልስ።

ትክክለኛው መልስ ኢ ነው።

4. 0,1 ኪ.ግ ክብደት ያለው ኳስ ከህንፃ ጣሪያ በ6 ሜ/ሰ ፍጥነት በአግድም ይወረወራል፤ ይህም 5 ሜ/ሰ ከፍታ ያለው ነው። በዚያ ቦታ ላይ በስበት ኃይል ምክንያት የሚፈጠረው ፍጥነት 10 ሜ/ሰ ² ከሆነ ፣ በ2 ሜ ከፍታ ላይ ያለው የኳሱ የኪነቲክ ኃይል…

ኤ. 6,8 ጄ

ቢ. 4,8 ጄ

ሲ. 3,8 ጄ

ዲ. 3 ጄ

ኢ. 2 ጄ

ውይይት

እንደሚታወቀው ፡-

ክብደት (ሜ) = 0,1 ኪ.ግ.

የቁመት ለውጥ (ሰዓት) = 5 ሜትር – 2 ሜትር = 3 ሜትር

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

ጥያቄ ፡ የኪነቲክ ኃይል (ኢኬ) በ2 ሜትር ከፍታ?

መልስ​

የኳሱ አቅጣጫ ከታች ባለው ምስል ላይ እንደሚታየው ነው።

ከላይ በምስሉ ላይ እንደሚታየው ፓራቦሊክ እንቅስቃሴ ለየብቻ ሊተነተኑ የሚችሉ ሁለት እንቅስቃሴዎች ጥምረት ሲሆን፣ በአግድም አቅጣጫ ያለው እንቅስቃሴ በመደበኛ ቀጥተኛ እንቅስቃሴ እና በአቀባዊ አቅጣጫ ያለው እንቅስቃሴ ደግሞ በነፃ ውድቀት እንቅስቃሴ መልክ ነው ።

ይህ ችግር የሚፈታው የሜካኒካል ኢነርጂ ጥበቃ ህግን በመጠቀም ነው፣ ስለዚህ እንቅስቃሴን በአቀባዊ አቅጣጫ ብቻ የምናስበው እንደ ነፃ የመውደቅ እንቅስቃሴ ብቻ ነው።

በነፃ ውድቀት የሚንቀሳቀስ እያንዳንዱ ነገር የመጀመሪያ ፍጥነት የለውም (v _o = 0) ስለዚህ የነገሩ የመጀመሪያ ኪነቲክ ኃይል ዜሮ ነው (EK = ½ mv ² = 0)። በሌላ በኩል፣ እቃው ከመሬት በላይ ከ5 ሜትር ከፍታ መንቀሳቀስ ይጀምራል ስለዚህ እቃው የስበት ኃይል አለው። ስለዚህ የኳሱ የመጀመሪያ ሜካኒካል ኃይል የስበት ኃይል ነው። ኳሱ ወደ ታች መንቀሳቀስ ሲጀምር የኳሱ የስበት ኃይል ወደ ኪነቲክ ኃይል ይለወጣል። ኳሱ ከመሬት በላይ ከ5 ሜትር ከፍታ ወደ 2 ሜትር ከፍታ ሲንቀሳቀስ የሚፈጠረው የስበት ኃይል ወደ ኪነቲክ ኃይል ይለወጣል፡ EP = mgh = (0,1)(10)(3) = 3 ጁልስ። ኳሱ ከመሬት በላይ በ2 ሜትር ከፍታ ላይ ሲሆን የኳሱ የኪነቲክ ኃይል 3 ጁልስ ነው።

ትክክለኛው መልስ ዲ ነው።

5. 1 ቶን የሚመዝን መኪና ከእረፍት ይጀምራል። ከጥቂት ቆይታ በኋላ ፍጥነቱ 5 ሜ/ሰ ^-1 ነው ። የመኪናው ሞተር የሚሰራው ስራ መጠን...

ሀ. 1000 ጁልስ

ቢ. 2.500 ጁልስ

ሲ. 5.000 ጁልስ

መ. 12.500 ጁልስ

ኢ. 25.000 ጁልስ

ውይይት

እንደሚታወቀው ፡-

ክብደት (ሜ) = 1 ቶን = 1000 ኪ.ግ

የመጀመሪያ ፍጥነት (v _o ) = 0 (መኪናው ከእረፍት ይጀምራል)

የመጨረሻ ፍጥነት (vt ₎ = 5 ሜ/ሰ

ጥያቄ ፡ የመኪናው ሞተር ምን ያህል ስራ (W) ይሰራል?

መልስ​

የሥራ-ኪነቲክ የኃይል ቲዎሪ፡

_ጠቅላላ ደብሊው = ½ ሜትር (v _t ² – v _o ² )

የመኪናው ሞተር የሚሰራው ስራ፡-

_ጠቅላላ ደብሊው = ½ (1000)(5 ² – 0 ² ) = (500)(25 – 0) = (500)(25) = 12.500 ጁልስ

ትክክለኛው መልስ ዲ ነው።

6. 500 ግራም ክብደት ያለው ኳስ ከመሬት ቀጥ ብሎ ወደ ላይ በመወርወር በ10 ms ^-2 የመጀመሪያ ፍጥነት ይወረወራል ። g = 10 ms ^-2 ከሆነ ፣ ኳሱ ከፍተኛውን ቁመት ሲደርስ የሚሠራው ስራ...

ኤ. 2,5 ጄ

ቢ. 5,0 ጄ

ሲ. 25 ጄ

ዲ. 50 ጄ

ኢ. 500 ጄ

ውይይት

የአየር መቋቋምን ችላ ይበሉ።

እንደሚታወቀው ፡-

የኳስ ክብደት (ሜ) = 500 ግራም = 0,5 ኪ.ግ

የመጀመሪያ ፍጥነት (v _o ) = 10 ሜ/ሰ ²

የመጨረሻው ፍጥነት (v _t ) = 0። በከፍተኛው ከፍታ ላይ፣ አቅጣጫውን ከመቀየሩ በፊት እቃው ለተወሰነ ጊዜ እረፍት ላይ ነው።

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

ተፈላጊ ፡- በኳሱ ስበት (W) የተሰራ ስራ (W)

መልስ​

የሥራ-ኪነቲክ የኃይል ቲዎሪ

የሥራ-ኪነቲክ የኢነርጂ ቲዎሪ እንደሚገልጸው በአንድ ነገር ላይ የሚፈጠረው ኃይል የሚፈጽመው አጠቃላይ ሥራ ወይም ጥረት ከነገሩ የኪነቲክ ኢነርጂ ለውጥ ጋር እኩል ነው። የሥራ-ኪነቲክ ኢነርጂ ቲዎሪ ቀመር፡

W _ጠቅላላ = ΔEK = EK _t - EK _o

_ጠቅላላ ደብሊው = ½ mv _t ² – ½ mv _o ² = ½ m (v _t ² – v _o ² )

መረጃ፡

EK _t = የመጨረሻው የኪነቲክ ኃይል፣ EK _o = የመጀመሪያ የኪነቲክ ኃይል፣ m = የነገሩ ክብደት፣ v _t = የነገሩ የመጨረሻ ፍጥነት፣ v _o = የነገሩ የመጀመሪያ ፍጥነት።

ጠቅላላ ጥረት

ኳሱ ከተወረወረበት ጊዜ ጀምሮ ኳሱ እስከ ከፍተኛው ቁመት እስኪደርስ ድረስ በኳሱ ክብደት የሚሠራው ሥራ፡

_ጠቅላላ ደብሊው = ½ ሜትር (v _t ² – v _o ² ) = ½ (0,5)(0 ² – 10 ² )

_ጠቅላላ ደብሊው = (0,25)(-100) = -25 ጁሎች

አሉታዊ ምልክቱ የኳሱ የመፈናቀል አቅጣጫ ከኳሱ የስበት አቅጣጫ ተቃራኒ መሆኑን ያሳያል። የኳሱ የመፈናቀል አቅጣጫ ወደ ላይ ሲሆን የኳሱ የስበት አቅጣጫ ደግሞ ወደ ታች ነው። የስበት ኃይል በኳሱ ላይ አሉታዊ ስራ ይሰራል፣ ይህም ማለት በስበት የሚሰራው ስራ የኳሱን የስበት አቅም ይጨምራል እና የኪነቲክ ሃይል ይቀንሳል ማለት ነው። የስበት ኃይል የኳሱ የመፈናቀል አቅጣጫ ከኳሱ የመፈናቀል አቅጣጫ ጋር ተመሳሳይ ከሆነ (ኳሱ ወደ ታች ሲንቀሳቀስ) አዎንታዊ ስራ ይሰራል።

ትክክለኛው መልስ ሲ ነው።

7. 1 ኪ.ግ ክብደት ያለው ኳስ ከህንፃው አናት ላይ ባለው መስኮት A በኩል ወደ ታችኛው ፎቅ ላይ ወዳለው መስኮት B በመውረድ የመጀመሪያ ፍጥነት ሳይኖረው ይወድቃል፤ ይህም የቁመቱ ልዩነት 2,5 ሜትር (ግ = 10 ms ^-2 ) ነው። ኳሱን ከመስኮት A ወደ መስኮት B ለማንቀሳቀስ ምን ያህል ስራ ይሰራል?

ሀ. 5 ጁልስ

ቢ. 15 ጁልስ

ሲ. 20 ጁልስ

መ. 25 ጁልስ

ኢ. 50 ጁልስ

ውይይት

እንደሚታወቀው ፡-

የኳሱ ክብደት (ሜ) = 1 ኪ.ግ

የመጀመሪያ ፍጥነት (v _o ) = 0 ሜ/ሰ

ቁመት (ሰ) = 2,5 ሜትር

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

ጥያቄ ፡ ኳሱ በሚንቀሳቀስበት ጊዜ አጠቃላይ ጥረት

መልስ​

የኳሱ የመጨረሻ ፍጥነት ( _vt )

ኳሱ ያለ ምንም የመጀመሪያ ፍጥነት ይወድቃል፣ ስለዚህ የኳሱ እንቅስቃሴ ነፃ ውድቀት ነው። በመጀመሪያ፣ የኳሱን የመጨረሻ ፍጥነት በነፃ ውድቀት ቀመር በመጠቀም ያሰሉ። በስበት ኃይል (g) = 10 ሜ/ሰ ² ምክንያት የሚፈጠረውን ፍጥነት ከግምት ውስጥ በማስገባት ፣ የኳሱ ቁመት (h) = 2,5 ሜትር እና የመጨረሻው ፍጥነት (v _t ) ለውጥ ይጠየቃል፣ ስለዚህ ቀመር v _t ² = 2 ግ ይጠቀሙ።

v _t ² = 2 ግ = 2(10)(2,5) = 2(25)

v _t = √2(25) = 5√2

ስለዚህ የኳሱ የመጨረሻ ፍጥነት 5√2 ሜ/ሰ ነው።

ጠቅላላ ሥራ = የኪነቲክ ኃይል ለውጥ

_ጠቅላላ ድምር = ΔEK = ½ ሜትር (v _t ² – v _o ² ) = ½ (1){(5√2) ² – 0 ² }

_ጠቅላላ ደብሊው = ½ (25)(2) = 25 ጁልስ

ትክክለኛው መልስ ዲ ነው።

8. 2 ኪ.ግ ክብደት ያለው ነገር መጀመሪያ ላይ በ72 ኪ.ሜ/ሰ ^-1 ፍጥነት ይንቀሳቀሳል ። 400 ሜትር ከተንቀሳቀሰ በኋላ የነገሩ ፍጥነት 144 ኪ.ሜ/ሰ ^-1 እና (ግ = 10 ሜ/ሰ ^-2 ) ይሆናል። በዚያን ጊዜ ዕቃው ያከናወነው አጠቃላይ ሥራ...

ኤ. 20 ጄ

ቢ. 60 ጄ

ሲ. 1.200 ጄ

ዲ. 2.000 ጄ

ኢ. 2.400 ጄ

ውይይት

እንደሚታወቀው ፡-

የነገሩ ክብደት (ሜ) = 2 ኪ.ግ

የመጀመሪያ ፍጥነት (v _o ) = 72 ኪ.ሜ/ሰ = 20 ሜ/ሰ

የመጨረሻ ፍጥነት (vt ₎ = 144 ኪ.ሜ/ሰ = 40 ሜ/ሰ

የተጓዘበት ርቀት (ዎች) = 400 ሜትር

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

ተጠይቋል ፡- ጠቅላላ ጥረት

መልስ​

ጠቅላላ ሥራ = የኪነቲክ ኃይል ለውጥ

_ጠቅላላ ድምር = ΔEK = ½ ሜትር (v _t ² – v _o ² ) = ½ (2)(40 ² – 20 ² }

_ጠቅላላ ደብሊው = ½ (2)(1600 – 400) = 1200 ጁልስ

ትክክለኛው መልስ ሲ ነው።

9. የ2 ኪ.ግ ክብደት ያለው ነገር በ2 ሜ/ሰ ፍጥነት ^-1 ለስላሳ በሆነ መሬት ላይ ይንቀሳቀሳል ። 21 ጁል ስራዎች በእቃው ላይ ከተከናወኑ የነገሩ ፍጥነት ወደ…

ሀ. 1 ሚሴስ ^–1

ቢ. 2 ሚሴስ ^–1

ሲ. 3 ሚሴ ^–1

መ. 5 ሚሴስ ^–1

ኢ. 17 ሚሴስ ^–1

ውይይት

እንደሚታወቀው፡-

ክብደት (ሜ) = 2 ኪ.ግ.

የመጀመሪያ ፍጥነት (v _o ) = 2 ሜ/ሰ

ስራ (ወ) = 21 ጁልስ

ጥያቄ ፡ የመጨረሻ ፍጥነት (v _t )

መልስ፡

የሥራ-ኪነቲክ የኢነርጂ ቲዎሪ በአንድ ነገር ላይ የተደረገው አጠቃላይ ሥራ ከነገሩ የኪነቲክ ኢነርጂ ለውጥ ጋር እኩል መሆኑን ይገልጻል። በሂሳብ፡

ድምር = ΔEK

ድምር = 1/2 mv _t ² -1/2 mv _o ²

ድምር = 1/2 ሜትር (v _t ² – v _o ² )

21 = 1/2 (2) (v _t ² – 2 ² )

21 = (v _t ² – 2 ² )

21 = v _t ² – 4

v _t ² = 21 + 4 = 25

v _t = √25

v _t = 5 ሜ/ሰ

ትክክለኛው መልስ ዲ ነው።

10. 500 ግራም ክብደት ያለው ኳስ ከመሬት ቀጥ ብሎ ወደ ላይ በመወርወር በ10 ms ^-2 የመጀመሪያ ፍጥነት ይወረወራል ። g = 10 ms ^-2 ከሆነ ፣ ኳሱ ከፍተኛውን ቁመት ሲደርስ የሚሠራው ስራ...

ኤ. 2,5 ጄ
ቢ. 5,0 ጄ
ሲ. 25 ጄ
ዲ. 50 ጄ
ኢ. 500 ጄ

ውይይት
የአየር መቋቋምን ችላ ይበሉ።
የሚታወቅ ነው :
የኳስ ክብደት (ሜ) = 500 ግራም = 0,5 ኪ.ግ
የመጀመሪያ ፍጥነት (v)_o) = 10 ሜ/ሰ²
የመጨረሻ ፍጥነት (v)_t) = 0. በከፍተኛው ከፍታ ላይ፣ አቅጣጫውን ከመቀየሩ በፊት እቃው ለተወሰነ ጊዜ ይቆያል።
በስበት ኃይል ምክንያት የሚፈጠር ፍጥነት (ግ) = 10 ሜ/ሰ²
ተጠይቋል : ስራ (W) በኳሱ ስበት ተከናውኗል
ጃዋር :

የሥራ-ኪነቲክ የኃይል ቲዎሪ :
የሥራ-ኪነቲክ የኃይል ቲዎሪ እንደሚገልጸው አጠቃላይ ሥራው ወይም ንግድ በአንድ ነገር ላይ የሚፈጠረውን ኃይል የሚያሳይ የስራ-ኪነቲክ የኢነርጂ ቲዎሪም ፎርሙላ ከነገሩ የኪነቲክ ኢነርጂ ለውጥ ጋር ተመሳሳይ ነው።
W_ጠቅላላ = ΔEK = EK_t – ኢኬ_o
W_ጠቅላላ = ½ mv_t² – ½ mv_o² = ½ ሜትር (ቪ)_t² - ቁ_o²)
መረጃ፡
EK_t = የመጨረሻ ኪነቲክ ኃይል፣ ኢኬ_o = የመጀመሪያ ኪነቲክ ኃይል፣ m = የነገር ክብደት፣ v_t = ፍጥነት የነገር መጨረሻ፣ v_o = የነገሩ የመጀመሪያ ፍጥነት።
ጠቅላላ ጥረት :
ኳሱ ከተወረወረበት ጊዜ ጀምሮ ኳሱ እስከ ከፍተኛው ቁመት እስኪደርስ ድረስ በኳሱ ክብደት የሚሠራው ሥራ፡
W_ጠቅላላ = ½ ሜትር (ቪ)_t² - ቁ_o²) = ½ (0,5)(0)² - 10²)
W_ጠቅላላ = (0,25)(-100) = -25 ጁል
አሉታዊ ምልክቱ የኳሱ የመፈናቀል አቅጣጫ ከኳሱ የስበት አቅጣጫ ተቃራኒ መሆኑን ያሳያል። የኳሱ የመፈናቀል አቅጣጫ ወደ ላይ ሲሆን የኳሱ የስበት አቅጣጫ ደግሞ ወደ ታች ነው። የስበት ኃይል በኳሱ ላይ አሉታዊ ስራ መስራት ማለት በስበት ኃይል የሚሰራው ስራ የኳሱ የስበት ኃይል እንዲጨምር እና የኳሱ የኪነቲክ ኃይል እንዲቀንስ ያደርጋል ማለት ነው። የስበት ኃይል አዎንታዊ ስራ የሚሰራው የኳሱ የስበት አቅጣጫ ከኳሱ መፈናቀል አቅጣጫ ጋር ተመሳሳይ ከሆነ (ኳሱ ወደ ታች ሲንቀሳቀስ) ነው።
ትክክለኛው መልስ ሲ ነው።

11. 1 ኪ.ግ ክብደት ያለው ኳስ ከህንፃው አናት ላይ ባለው መስኮት A በኩል ወደ ታችኛው ፎቅ ላይ ወዳለው መስኮት B በመውረድ የመጀመሪያ ፍጥነት ሳይኖረው ይወድቃል፤ ይህም የቁመቱ ልዩነት 2,5 ሜትር (ግ = 10 ms ^-2 ) ነው። ኳሱን ከመስኮት ሀ ወደ መስኮት ለ ለማንቀሳቀስ ምን ያህል ስራ ይሰራል?

ሀ. 5 ጁልስ
ቢ. 15 ጁልስ
ሲ. 20 ጁልስ
መ. 25 ጁልስ
ኢ. 50 ጁልስ

ውይይት
የሚታወቅ ነው :
የኳሱ ክብደት (ሜ) = 1 ኪ.ግ
የመጀመሪያ ፍጥነት (v)_o) = 0 ሜ/ሰ
ቁመት (ሰ) = 2,5 ሜትር
በስበት ኃይል ምክንያት የሚፈጠር ፍጥነት (ግ) = 10 ሜ/ሰ²
ተጠይቋል : ኳሱ በሚንቀሳቀስበት ጊዜ አጠቃላይ ስራ
ጃዋር :
የኳሱ የመጨረሻ ፍጥነት (v)_t)
ኳሱ ያለ ምንም የመጀመሪያ ፍጥነት ይወድቃል፣ ስለዚህ የኳሱ እንቅስቃሴ እንደ ነፃ ውድቀት ይቆጠራል። በመጀመሪያ፣ ቀመሩን በመጠቀም የኳሱን የመጨረሻ ፍጥነት አስሉ። ነፃ የመውደቅ እንቅስቃሴበስበት ኃይል ምክንያት የሚፈጠረው ፍጥነት (ግ) = 10 ሜ/ሰ እንደሆነ ይታወቃል።²የኳሱ ቁመት ለውጥ (h) = 2,5 ሜትር እና የመጨረሻው ፍጥነት (v) ይጠየቃል_t) ስለዚህ ቀመርን ይጠቀሙ v_t² = 2 ግ
v_t² = 2 ግ = 2(10)(2,5) = 2(25)
v_t = √2(25) = 5√2
ስለዚህ የኳሱ የመጨረሻ ፍጥነት 5√2 ሜ/ሰ ነው።
ጠቅላላ ሥራ = የኪነቲክ ኃይል ለውጥ
W_ጠቅላላ = ΔEK = ½ ሜትር (v)_t² - ቁ_o²) = ½ (1){(5√2)² - 0²}
W_ጠቅላላ = ½ (25)(2) = 25 ጁል
ትክክለኛው መልስ ዲ ነው።

12. 2 ኪ.ግ ክብደት ያለው ነገር መጀመሪያ ላይ በ72 ኪ.ሜ/ሰ ፍጥነት ይንቀሳቀሳል።^-1400 ሜትር ከተንቀሳቀሰ በኋላ የነገሩ ፍጥነት በሰዓት 144 ኪ.ሜ ይሆናል።^-1 እና (ግ = 10 ሚሴ^-2) በዚያን ጊዜ ዕቃው ያከናወነው አጠቃላይ ሥራ…
ኤ. 20 ጄ
ቢ. 60 ጄ
ሲ. 1.200 ጄ
ዲ. 2.000 ጄ
ኢ. 2.400 ጄ
ውይይት
የሚታወቅ ነው :
የነገሩ ክብደት (ሜ) = 2 ኪ.ግ
የመጀመሪያ ፍጥነት (v)_o) = 72 ኪ.ሜ/ሰ = 20 ሜ/ሰ
የመጨረሻ ፍጥነት (v)_t) = 144 ኪ.ሜ/ሰ = 40 ሜ/ሰ
የተጓዘበት ርቀት (ዎች) = 400 ሜትር
በስበት ኃይል ምክንያት የሚፈጠር ፍጥነት (ግ) = 10 ሜ/ሰ²
ተጠይቋል ፦ ጠቅላላ ጥረት
ጃዋር :
ጠቅላላ ሥራ = የኪነቲክ ኃይል ለውጥ
W_ጠቅላላ = ΔEK = ½ ሜትር (v)_t² - ቁ_o²) = ½ (2)(40)² - 20²}
W_ጠቅላላ = ½ (2)(1600 – 400) = 1200 ጁልስ
ትክክለኛው መልስ ሲ ነው።

የሥራ-ኪነቲክ የኃይል ቲዎሪ

13. 1 ቶን የሚመዝን መኪና ከእረፍት ይጀምራል። ከጥቂት ቆይታ በኋላ ፍጥነቱ 5 ሜ/ሰ ^-1 ነው። የመኪናው ሞተር የሚሠራው የሥራ መጠን ...

ሀ. 1000 ጁልስ
ቢ. 2.500 ጁልስ
ሲ. 5.000 ጁልስ
መ. 12.500 ጁልስ
ኢ. 25.000 ጁልስ

ውይይት

የሚታወቅ ነው :
ክብደት (ሜ) = 1 ቶን = 1000 ኪ.ግ
የመጀመሪያ ፍጥነት (v)_o) = 0 (መኪናው ከቋሚ ሁኔታ ይንቀሳቀሳል)
የመጨረሻ ፍጥነት (v)_t) = 5 ሜ/ሰ
ተጠይቋል : የመኪናው ሞተር የሚሰራው ስራ (W) ምንድን ነው?
ጃዋር :

የሥራ-ኪነቲክ የኃይል ቲዎሪ፡
W_ጠቅላላ = ½ ሜትር (ቪ)_t² - ቁ_o²)
የመኪናው ሞተር የሚሰራው ስራ፡-
W_ጠቅላላ = ½ (1000)(5)² - 0²) = (500)(25 – 0) = (500)(25) = 12.500 ጁልስ
ትክክለኛው መልስ ዲ ነው።

የሜካኒካል ሥራ-ኢነርጂ ቲዎሪ

14. ከታች የነገሮችን እንቅስቃሴ የሚያሳይ ምስል ይመልከቱ!

የነገሩ ክብደት = 1 ኪ.ግ.። በማገጃው እና በወለሉ መካከል ያለው የኪነቲክ ግጭት ኮፊሸንት 0,2 ከሆነ፣ የነገሩ መፈናቀል(ዎች) እሴት… g = 10 ሜ/ሰ^2\

ሀ. 10 ሜትር
ቢ. 15 ሜትር
ሴ. 20 ሜትር
ዲ. 25 ሜትር
ኢ. 30 ሜትር
ውይይት፡
የሚታወቅ ነው :
ሜትር = 1 ኪ.ግ፣ ግራም = 10 ሜትር/ሰ²ውስጥ_o = 10 ሜ/ሰ፣ ቪ_t = 0
ተጠይቋል :
የነገሩ(ዎቹ) መፈናቀል ምንድነው?
ጃዋር :
የሥራ - ሜካኒካል ኢነርጂ ቲዎሪ :
በንፁህ ያልሆነ ኃይል የተሰራ ስራ = የአንድ ነገር የሜካኒካል ኃይል ለውጥ።
W_NC = ኢኤም₂ – ኤም₁
W_NC = (EP + EK)₂ – (EP + EK)₁ —- እኩልታ 1
በአንድ ነገር ላይ የሚሰራው ወግ አጥባቂ ያልሆነው ኃይል የኪነቲክ ግጭት ኃይል ነው፡
W_NC = ረ_k s —- እኩልታ 2
የኪነቲክ ግጭት ቀመር :

f ን ይተኩ_k በእኩልታ 2 ከ f ጋር_k በእኩልታ 3 ውስጥ፡
W_NC = ረ_k s = 2 ሰከንድ
አንድ ነገር በሚንቀሳቀስበት ጊዜ የኪነቲክ ኃይል ለውጥ ያጋጥመዋል (የኪነቲክ ኃይል ይቀንሳል) የነገሩ የስበት ኃይል እምቅ ኃይል ግን አይለወጥም (የስበት ኃይል እምቅ ኃይል ለውጥ ዜሮ ነው)።
W_NC = (ኢኬ)₂ – (ኢኬ)₁ = ½ mv_t² – ½ mv_o² = ½ ሜትር (ቪ)_t² - ቁ_o²)
2 ሰ = ½(1)(0)² - 10²)
2 ሰ = (0,5)(100)
2 ሰ = 50
s = 50 / 2 = 25 ሜትር
ትክክለኛው መልስ ዲ ነው።

የሜካኒካል ኢነርጂ ጥበቃ ህግ

15. የበረዶ ሸርተቴ ሰው ከቁመት ሀ ጀምሮ በሚከተለው ሥዕል ላይ እንደሚታየው ይንሸራተታል፡
የበረዶ መንሸራተቻው የመጀመሪያ ፍጥነት = ዜሮ ከሆነ እና በስበት ኃይል ምክንያት የሚፈጠረው ፍጥነት 10 ms ከሆነ^-2, ከዚያም የተጫዋቹ ፍጥነት በከፍታ B ላይ...

ሀ. √2 ሚሴ^-1
ቢ. 5√2 ሚሴ^-1
ሲ. 10√2 ሚሴ^-1
መ. 20√2 ሚሴ^-1
ኢ. 25√2 ሚሴ^-1

ውይይት
የሚታወቅ ነው :
የመጀመሪያ ፍጥነት (v)_o) = 0
በስበት ኃይል ምክንያት የሚፈጠር ፍጥነት (ግ) = 10 ሜ/ሰ²
የከፍታ ለውጥ = 50 ሜትር – 10 ሜትር = 40 ሜትር
ተጠይቋል : የተጫዋቹ ቁመት ቢ ላይ ያለው ፍጥነት?
ጃዋር :
የሜካኒካል ኢነርጂ ጥበቃ ህግ እንዲህ ይላል የመጀመሪያ ሜካኒካል ኃይል = የመጨረሻ ሜካኒካል ኢነርጂ.
ከነጥብ A መንቀሳቀስ ሲጀምሩ የበረዶ መንሸራተቻው የመጀመሪያ ፍጥነት = v_o = 0 ስለዚህ የመጀመሪያው የኪነቲክ ኃይል = EK_o = ½ mv_o² = 0. በተቃራኒው፣ ነጥብ A ላይ ሲደርስ፣ የበረዶ መንሸራተቻው የመጀመሪያ የስበት ኃይል ኃይል = EP አለው_o = mgh፣ h = 50 ሜትር። ስለዚህ የመጀመሪያው ሜካኒካል ኃይል (EM)_o) = የመጀመሪያ የስበት ኃይል እምቅ ኃይል (EP)_o) ከ A ወደ B በሚንቀሳቀስበት ጊዜ የበረዶ መንሸራተቻው ቁመት ይቀንሳል፣ ስለዚህ የስበት ኃይል እምቅ ኃይል ይቀንሳል። የስበት ኃይል እምቅ ኃይል አይጠፋም ነገር ግን ወደ ኪኔቲክ ኃይል ይቀየራል። የኪኔቲክ ኃይል መጨመር የሚጠቁመው በበረዶ መንሸራተቻው ፍጥነት መጨመር ነው። የበረዶ መንሸራተቻው ወደ ዘንበልታው ግርጌ ከደረሰ፣ ሁሉም የስበት ኃይል እምቅ ኃይል ወደ ኪኔቲክ ኃይል ይቀየራል። በመዘንበልታው ግርጌ፣ የስበት ኃይል እምቅ ኃይል ዜሮ ሲሆን የኪኔቲክ ኃይል ግን ከፍተኛ ነው። ስለዚህ የመጨረሻው ሜካኒካል ኃይል (EM)_t) = የመጨረሻ ኪነቲክ ኃይል (ኢኬ)_t).

በነጥብ B ላይ ስላለው የስበት ኃይል እና የኪነቲክ ኃይልስ? ነጥብ B ላይ፣ የተወሰነው የስበት ኃይል ይቀንሳል እና ወደ ኪነቲክ ኃይል ይቀየራል። በተለይም፣ ነጥብ B ላይ ያለው የኪነቲክ ኃይል ማለት እቃው ከ40 ሜትር ከፍታ በነፃነት እየወደቀ እንደሆነ ከተገመተ የስበት ኃይል መቀነስ ማለት ነው። ለምን የዘነበለውን የፕላን መንገድ ርዝመት እንጂ 40 ሜትር ቁመት አይጠቀሙም? ይህንን ካልተረዱ፣ ስለ ወግ አጥባቂ ኃይሎች እና ከእምቅ ኃይል ጋር ስላላቸው ግንኙነት እና ስለ ሜካኒካል ኃይል ጥበቃ ህግ ማጥናት አለብዎት ።

የበረዶ ሸርተቴው ከፍታ ለ ላይ ያለው ፍጥነት:
የመጨረሻ ሜካኒካል ጉልበት = የመጀመሪያ ሜካኒካል ጉልበት
በነጥብ B ላይ ያለው የኪነቲክ ኃይል = በ40 ሜትር ከፍታ ላይ የሚገኝ የስበት ኃይል
ኢኬ = ኢፒ
½ mv_t² = ሚ.ግ.ሰ
½ ቪ_t² = ግ
½ ቪ_t² = (10)(50-10)
½ ቪ_t² = (10)(40)
½ ቪ_t² = 400
v_t² = (2)(400) = 800
v_t = √800 = √(2)(400) = 20√2 ሜ/ሰ
ትክክለኛው መልስ ዲ ነው።

16. አንድ ነገር ከመጀመሪያው ፍጥነት ውጪ ከነጥብ ሀ ይንቀሳቀሳል። በእንቅስቃሴው ወቅት ምንም ግጭት ከሌለ፣ የነገሩ ፍጥነት በዝቅተኛው ነጥብ ላይ...
ሀ. 8 ሚ.ሰ.^-1
ቢ. 12 ሚሴ^-1
ሲ. 20 ሚሴ^-1
ዲ. 24 ሚሴ^-1
ኢ. 30 ሚሴ^-1
ውይይት
የሚታወቅ ነው :
የነገሩ ክብደት = m
የመጀመሪያ ፍጥነት (v)_o) = 0
ቁመት (ሰ) = 20 ሜትር
በስበት ኃይል ምክንያት የሚፈጠር ፍጥነት (ግ) = 10 ሜ/ሰ²
ተጠይቋል : የመጨረሻ ፍጥነት (v_t)?
ጃዋር :
የመጀመሪያ ሜካኒካል ኃይል (ኢኤም)₁) = የስበት ኃይል እምቅ ኃይል በ A (EP)_A) = ሚ.ግ. = (ሜ)(10)(20) = 200 ሜ
የመጨረሻ ሜካኒካል ኃይል (ኢኤም)₂) = የኪነቲክ ኃይል (EK) = ½ mv_t²
የነገሩ ፍጥነት በዝቅተኛው ነጥብ ወይም የነገሩ የመጨረሻ ፍጥነት v_t)?
የሜካኒካል ኢነርጂ ጥበቃ ህግ፡-
EM₁ = ኢኤም₂
200 ሜትር = ½ mv_t²
200 = ½ ቪ_t²
400 = v_t²
v_t= 20 ሜትር / ሰ
ትክክለኛው መልስ ሲ ነው።

 

የጥያቄ ምንጭ፡

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