ስለ ሥራ እና ጉልበት ምሳሌዎች ጥያቄዎች

16 Contoh soal Usaha dan Energi

ቲዎሬም Usaha-Energi Kinetik

1. Sebuah gaya konstan 60 N bekerja selama 12 detik pada sebuah benda yang masanya 10 kg. Benda

mempunyai kecepatan awal 6 m/detik dengan arah yang sama dengan gaya itu.

(1) Kerja yang dilakukan pada benda adalah 30.240 joule

(2) Energi kinetik akhir benda itu adalah 30.240 joule

(3) Daya yang dihasilkan adalah 2.520 watt

(4) Pertambahan energi kinetik benda itu adalah 180 joule

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

Selang waktu (t) = 12 detik

የነገሩ ክብደት (ሜ) = 10 ኪ.ግ

የመጀመሪያ ፍጥነት (v)_o) = 6 ሜ/ሰ

የተጠየቀው፦ Pernyataan mana yang benar

መልስ፡

Percepatan benda :

Σኤፍ = ማ

60 = 10 ሀ

a = 60/10 = 6 ሜ/ሰ²

Kecepatan akhir :

v_t = v_o + በ

v_t = 6 + (6)(12)

v_t = 6 + 72

v_t = 78 ሜትር / ሰ

Jarak tempuh selama 12 detik :

s = v_o t + 1/2 በ²

s = (6)(12) + 1/2 (6)(12)²

s = 72 + (3)(144)

s = 72 + 432

s = 504 ሜትር

(1) Kerja yang dilakukan

ወ = ኤፍ s = (60)(504) = 30.240 ጁልስ

(2) Energi kinetik akhir benda

ኢኬ = 1/2 mv_t² = 1/2 (10)(78)² = (5)(6084) = 30.420 ጁልስ

(3) Daya yang dihasilkan

P = W / t = 30.240 / 12 = 2.520 Joule/sekon

(4) Pertambahan energi kinetik

ΔEK = 1/2 m v_t² – 1/2 mv_o² = 1/2 ሜትር (v_t² - ቁ_o²) = 1/2 (10)(78)² - 6²) = 5 (6084 –36) = 5 (6048)

ΔEK = 30.240 Joule

ትክክለኛው መልስ ለ ነው።

2. Data perubahan kecepatan sebuah benda yang bergerak lurus disajikan seperti berikut. Usaha yang paling besar dilakukan oleh benda nomor….

ሀ. 1

ቢ. 2

ሲ. 3

መ. 4

ኢ. 5

ውይይት

Teorema usaha-energi kinetik :

Usaha total = perubahan energi kinetik

W_ጠቅላላ = ½ ሜትር (ቪ)_t² - ቁ_o²)

Usaha yang paling besar adalah :

W₁ = ½ (8)(4)² - 2²) = (4)(16 – 4) = (4)(12) = 48 ጁልስ

W₂ = ½ (8)(5)² -3²) = (4)(25 – 9) = (4)(16) = 64 ጁልስ

W₃ = ½ (10)(6)² - 5²) = (5)(36 – 25) = (5)(11) = 55 ጁልስ

W₄ = ½ (10)(4)² - 0²) = (5)(16 – 0) = (5)(16) = 80 ጁልስ

W₅ = ½ (20)(3)² - 3²) = (10)(9 – 9) = (10)(0) = 0 ጁልስ

ትክክለኛው መልስ ዲ ነው።

3. Odi mengendarai mobil bermassa 4000 kg di jalan lurus dengan kecepatan 25 m/s. Karena melihat kemacetan dari jauh dia mengerem mobil sehingga kecepatan mobilnya berkurang secara teratur menjadi 15 m/s. Usaha oleh gaya pengereman adalah….

ሀ. 200 ኪ.ጁ

ቢ. 300 ኪ.ጁ

ሲ. 400 ኪ.ጁ

ዲ. 700 ኪጁ

ኢ. 800 ኪ.ጁ

ውይይት

የሚታወቅ ነው :

የመኪና ክብደት (ሜ) = 4000 ኪ.ግ

Kecepatan awal mobil (v_o) = 25 ሜ/ሰ

Kecepatan akhir mobil (v_t) = 15 ሜ/ሰ

ተጠይቋል : Usaha (W) pada mobil ?

ጃዋር :

Teorema usaha-energi kinetik :

W_ጠቅላላ = ½ ሜትር (ቪ)_t² - ቁ_o²) = ½(4000)(15)²-25²) = (2000)(225-625) = (2000)(-400) = -800.000 Joule = -800 kilo Joule.

ትክክለኛው መልስ ኢ ነው።

4. Sebuah bola bermassa 0,1 kg dilempar mendatar dengan kecepatan 6 m/s dari atap gedung yang tingginya 5 m. Jika percepatan gravitasi di tempat tersebut 10 m/s², maka energi kinetik bola pada ketinggian 2 m adalah….

ኤ. 6,8 ጄ

ቢ. 4,8 ጄ

ሲ. 3,8 ጄ

ዲ. 3 ጄ

ኢ. 2 ጄ

ውይይት

የሚታወቅ ነው :

ክብደት (ሜ) = 0,1 ኪ.ግ.

Perubahan ketinggian (h) = 5 m – 2 m = 3 meter

በስበት ኃይል ምክንያት የሚፈጠር ፍጥነት (ግ) = 10 ሜ/ሰ²

ተጠይቋል : energi kinetik (EK) pada ketinggian 2 meter ?

ጃዋር :

Lintasan gerak bola seperti gambar di bawah.

Gerak parabola seperti gambar di atas merupakan perpaduan dari dua gerakan yang dapat dianalisis secara terpisah di mana gerakan pada arah horisontal berupa ወጥ የሆነ መስመራዊ እንቅስቃሴ dan gerakan pada arah vertikal berupa ነፃ የመውደቅ እንቅስቃሴ.

Soal ini diselesaikan menggunakan hukum kekekalan energi mekanik karenanya kita hanya meninjau gerakan pada arah vertikal berupa ነፃ የመውደቅ እንቅስቃሴ.

Setiap benda yang bergerak jatuh bebas tidak mempunyai kecepatan awal (v_o = 0) sehingga energi kinetik awal benda bernilai nol (EK = ½ m v² = 0). Sebaliknya, benda mulai bergerak dari ketinggian 5 meter di atas tanah sehingga benda mempunyai energi potensial gravitasi. Jadi energi mekanik awal bola adalah energi potensial gravitasi. Ketika bola mulai bergerak ke bawah, energi potensial gravitasi bola berubah bentuk menjadi energi kinetik. Energi potensial gravitasi yang berubah bentuk menjadi energi kinetik ketika bola bergerak dari ketinggian 5 meter di atas tanah hingga mencapai ketinggian 2 meter di atas tanah adalah : EP = m g h = (0,1)(10)(3) = 3 Joule. Ketika bola berada pada ketinggian 2 meter di atas tanah, energi kinetik bola adalah 3 Joule.

ትክክለኛው መልስ ዲ ነው።

5. Sebuah mobil dengan massa 1 ton, bergerak dari keadaan diam. Sesaat kemudian kecepatannya 5 ms^-1. Besar usaha yang dilakukan oleh mesin mobil tersebut adalah…

ሀ. 1000 ጁልስ

ቢ. 2.500 ጁልስ

ሲ. 5.000 ጁልስ

መ. 12.500 ጁልስ

ኢ. 25.000 ጁልስ

ውይይት

የሚታወቅ ነው :

Massa (m) = 1 ton = 1000 kg

የመጀመሪያ ፍጥነት (v)_o) = 0 (mobil bergerak dari keadaan diam)

የመጨረሻ ፍጥነት (v)_t) = 5 ሜ/ሰ

ተጠይቋል : Usaha (W) yang dilakukan oleh mesin mobil ?

ጃዋር :

Teorema usaha-energi kinetik :

W_ጠቅላላ = ½ ሜትር (ቪ)_t² - ቁ_o²)

Usaha yang dilakukan oleh mesin mobil adalah :

W_ጠቅላላ = ½ (1000)(5)² - 0²) = (500)(25 – 0) = (500)(25) = 12.500 ጁልስ

ትክክለኛው መልስ ዲ ነው።

6. Sebuah bola bermassa 500 gram dilempar vertikal ke atas dari permukaan tanah dengan kecepatan awal 10 ms^-2. Bila g = 10 ms^-2, maka usaha yang dilakukan gaya berat bola pada saat mencapai tinggi maksimum adalah…

ኤ. 2,5 ጄ

ቢ. 5,0 ጄ

ሲ. 25 ጄ

ዲ. 50 ጄ

ኢ. 500 ጄ

ውይይት

Abaikan hambatan udara.

የሚታወቅ ነው :

የኳስ ክብደት (ሜ) = 500 ግራም = 0,5 ኪ.ግ

የመጀመሪያ ፍጥነት (v)_o) = 10 ሜ/ሰ²

የመጨረሻ ፍጥነት (v)_t) = 0. Pada ketinggian maksimum, benda diam sesaat sebelum berbalik arah.

በስበት ኃይል ምክንያት የሚፈጠር ፍጥነት (ግ) = 10 ሜ/ሰ²

ተጠይቋል : Usaha (W) yang dilakukan oleh gaya berat bola

ጃዋር :

የሥራ-ኪነቲክ የኃይል ቲዎሪ :

Teorema usaha-energi kinetik menyatakan bahwa usaha total atau usaha yang dilakukan oleh resultan gaya pada sebuah benda sama dengan perubahan energi kinetik benda tersebut. Rumus teorema usaha-energi kinetik :

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 = energi kinetik awal, m = massa benda, v_t = kecepatan akhir benda, v_o = kecepatan awal benda.

ጠቅላላ ጥረት :

Usaha yang dilakukan oleh gaya berat bola sejak bola dilempar hingga bola mencapai ketinggian maksimum adalah :

W_ጠቅላላ = ½ ሜትር (ቪ)_t² - ቁ_o²) = ½ (0,5)(0)² - 10²)

W_ጠቅላላ = (0,25)(-100) = -25 ጁል

Tanda negatif menunjukan bahwa arah perpindahan bola berlawanan dengan arah gaya berat bola. Arah perpindahan bola ke atas, arah gaya berat bola ke bawah. Gaya berat melakukan usaha negatif pada bola artinya usaha yang dilakukan oleh gaya berat menyebabkan energi potensial gravitasi bola bertambah dan energi kinetik bola berkurang. Gaya berat melakukan usaha positif apabila arah gaya berat bola sama dengan arah perpindahan bola (bola bergerak ke bawah).

ትክክለኛው መልስ ሲ ነው።

7. Sebuah bola bermassa 1 kg dijatuhkan tanpa kecepatan awal dari atas gedung melewati jendela A di lantai atas ke jendela B di lantai bawah dengan beda tinggi 2,5 m (g = 10 m.s^-2). Berapa besar usaha untuk perpindahan bola dari jendela A ke jendela B tersebut ?

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 : Usaha total selama perpindahan bola

ጃዋር :

የኳሱ የመጨረሻ ፍጥነት (v)_t)

Bola jatuh tanpa kecepatan awal karenanya gerakan bola termasuk gerak jatuh bebas. Terlebih dahulu hitung kecepatan akhir bola menggunakan rumus gerak jatuh bebas. Diketahui percepatan gravitasi (g) = 10 m/s², perubahan ketinggian bola (h) = 2,5 meter dan ditanyakan kecepatan akhir (v_t) karenanya gunakan rumus v_t² = 2 ግ

v_t² = 2 ግ = 2(10)(2,5) = 2(25)

v_t = √2(25) = 5√2

Jadi kecepatan akhir bola adalah 5√2 m/s

Usaha total = perubahan energi kinetik

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።

8. Sebuah benda bermassa 2 kg mula-mula bergerak dengan kecepatan 72 km.jam^-1. Setelah bergerak sejauh 400 m, kecepatan benda menjadi 144 km.jam^-1 እና (ግ = 10 ሚሴ^-2). Usaha total yang dilakukan benda pada saat itu adalah…

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 :

Usaha total = perubahan energi kinetik

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።

9. Sebuah benda 2 kg bergerak pada permukaan licin dengan kecepatan 2 ms^-1. Pada benda dilakukan usaha 21 joule, maka kecepatan benda tersebut akan berubah menjadi …

ሀ. 1 ሚ.ሰ.^-1

ቢ. 2 ሚሴ^-1

ሲ. 3 ሚሴ^-1

ዲ. 5 ሚሴ^-1

ኢ. 17 ሚሴ^-1

ውይይት

እንደሚታወቀው፡-

ክብደት (ሜ) = 2 ኪ.ግ.

የመጀመሪያ ፍጥነት (v)_o) = 2 ሜ/ሰ

ስራ (ወ) = 21 ጁልስ

የተጠየቀው፦ የመጨረሻ ፍጥነት (v)_t)

መልስ፡

Teorema usaha-energi kinetik menyatakan bahwa usaha total yang dikerjakan pada suatu benda sama dengan perubahan energi kinetik benda. Secara matematis :

Wtotal = ΔEK

Wtotal = 1/2 m v_t² -1/2 mv_o²

Wtotal = 1/2 m (v_t² - ቁ_o²)

21 = 1/2 (2) (v_t² - 2²)

21 = (v_t² - 2²)

21 = v_t² - 4

v_t² = 21 + 4 = 25

v_t = √25

v_t = 5 ሜትር / ሰ

ትክክለኛው መልስ ዲ ነው።

10. Sebuah bola bermassa 500 gram dilempar vertikal ke atas dari permukaan tanah dengan kecepatan awal 10 ms^-2. Bila g = 10 ms^-2, maka usaha yang dilakukan gaya berat bola pada saat mencapai tinggi maksimum adalah…

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

ውይይት
Abaikan hambatan udara.
የሚታወቅ ነው :
የኳስ ክብደት (ሜ) = 500 ግራም = 0,5 ኪ.ግ
የመጀመሪያ ፍጥነት (v)_o) = 10 ሜ/ሰ²
የመጨረሻ ፍጥነት (v)_t) = 0. Pada ketinggian maksimum, benda diam sesaat sebelum berbalik arah.
በስበት ኃይል ምክንያት የሚፈጠር ፍጥነት (ግ) = 10 ሜ/ሰ²
ተጠይቋል : Usaha (W) yang dilakukan oleh gaya berat bola
ጃዋር :

የሥራ-ኪነቲክ የኃይል ቲዎሪ :
Teorema usaha-energi kinetik menyatakan bahwa usaha total atau ንግድ yang dilakukan oleh resultan gaya pada sebuah benda sama dengan perubahan energi kinetik benda tersebut. Rumus teorema usaha-energi kinetik :
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 = energi kinetik awal, m = massa benda, v_t = ፍጥነት akhir benda, v_o = kecepatan awal benda.
ጠቅላላ ጥረት :
Usaha yang dilakukan oleh gaya berat bola sejak bola dilempar hingga bola mencapai ketinggian maksimum adalah :
W_ጠቅላላ = ½ ሜትር (ቪ)_t² - ቁ_o²) = ½ (0,5)(0)² - 10²)
W_ጠቅላላ = (0,25)(-100) = -25 ጁል
Tanda negatif menunjukan bahwa arah perpindahan bola berlawanan dengan arah gaya berat bola. Arah perpindahan bola ke atas, arah gaya berat bola ke bawah. የስበት ኃይል melakukan usaha negatif pada bola artinya usaha yang dilakukan oleh gaya berat menyebabkan energi potensial gravitasi bola bertambah dan energi kinetik bola berkurang. Gaya berat melakukan usaha positif apabila arah gaya berat bola sama dengan arah perpindahan bola (bola bergerak ke bawah).
ትክክለኛው መልስ ሲ ነው።

11. Sebuah bola bermassa 1 kg dijatuhkan tanpa kecepatan awal dari atas gedung melewati jendela A di lantai atas ke jendela B di lantai bawah dengan beda tinggi 2,5 m (g = 10 m.s^-2). Berapa besar usaha untuk perpindahan bola dari jendela A ke jendela B tersebut ?

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 : Usaha total selama perpindahan bola
ጃዋር :
የኳሱ የመጨረሻ ፍጥነት (v)_t)
Bola jatuh tanpa kecepatan awal karenanya gerakan bola termasuk gerak jatuh bebas. Terlebih dahulu hitung kecepatan akhir bola menggunakan rumus ነፃ የመውደቅ እንቅስቃሴ. Diketahui percepatan gravitasi (g) = 10 m/s², perubahan ketinggian bola (h) = 2,5 meter dan ditanyakan kecepatan akhir (v_t) karenanya gunakan rumus v_t² = 2 ግ
v_t² = 2 ግ = 2(10)(2,5) = 2(25)
v_t = √2(25) = 5√2
Jadi kecepatan akhir bola adalah 5√2 m/s
Usaha total = perubahan energi kinetik
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. Sebuah benda bermassa 2 kg mula-mula bergerak dengan kecepatan 72 km.jam^-1. Setelah bergerak sejauh 400 m, kecepatan benda menjadi 144 km.jam^-1 እና (ግ = 10 ሚሴ^-2). Usaha total yang dilakukan benda pada saat itu adalah…
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 :
Usaha total = perubahan energi kinetik
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. Sebuah mobil dengan massa 1 ton, bergerak dari keadaan diam. Sesaat kemudian kecepatannya 5 ms^-1ትልቅ ንግድ yang dilakukan oleh mesin mobil tersebut adalah…

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

ውይይት

የሚታወቅ ነው :
Massa (m) = 1 ton = 1000 kg
የመጀመሪያ ፍጥነት (v)_o) = 0 (mobil bergerak dari keadaan diam)
የመጨረሻ ፍጥነት (v)_t) = 5 ሜ/ሰ
ተጠይቋል : Usaha (W) yang dilakukan oleh mesin mobil ?
ጃዋር :

Teorema usaha-energi kinetik :
W_ጠቅላላ = ½ ሜትር (ቪ)_t² - ቁ_o²)
Usaha yang dilakukan oleh mesin mobil adalah :
W_ጠቅላላ = ½ (1000)(5)² - 0²) = (500)(25 – 0) = (500)(25) = 12.500 ጁልስ
ትክክለኛው መልስ ዲ ነው።

Teorema Usaha-Energi Mekanik

14. Perhatikan gambar perpindahan benda di bawah !

Massa benda = 1 kg. Jika koefisien gesekan kinetis antara balok dan lantai adalah 0,2 maka nilai perpindahan benda (s) adalah… g = 10 m/s^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 :
Besar perpindahan benda (s) ?
ጃዋር :
Teorema usaha – energi mekanik :
Usaha yang dilakukan oleh gaya non konservatif = perubahan energi mekanik benda.
W_NC = ኢኤም₂ – ኤም₁
W_NC = (EP + EK)₂ – (EP + EK)₁ —- Persamaan 1
Gaya non konservatif yang melakukan usaha pada benda adalah gaya gesek kinetis :
W_NC = ረ_k s  —- Persamaan 2
Rumus gaya gesek kinetis :

f ን ይተኩ_k በእኩልታ 2 ከ f ጋር_k በእኩልታ 3 ውስጥ፡
W_NC = ረ_k s = 2 s
Selama bergerak, benda mengalami perubahan energi kinetik (energi kinetik berkurang) sedangkan energi potensial gravitasi benda tidak berubah (perubahan energi potensial gravitasi bernilai nol).
W_NC = (EK)₂ – (EK)₁ = ½ mv_t² – ½ mv_o² = ½ ሜትር (ቪ)_t² - ቁ_o²)
2 s = ½(1)(0² - 10²)
2 s = (0,5)(100)
2 ሰ = 50
s = 50 / 2 = 25 ሜትር
ትክክለኛው መልስ ዲ ነው።

የሜካኒካል ኢነርጂ ጥበቃ ህግ

15. Pemain ski es meluncur dari ketinggian A seperti gambar berikut :
Jika kecepatan awal pemain ski = nol dan percepatan gravitasi 10 ms^-2, maka kecepatan pemain pada ketinggian B adalah…

A. √2 ms^-1
B. 5√2 ms^-1
C. 10√2 ms^-1
D. 20√2 ms^-1
E. 25√2 ms^-1

ውይይት
የሚታወቅ ነው :
የመጀመሪያ ፍጥነት (v)_o) = 0
በስበት ኃይል ምክንያት የሚፈጠር ፍጥነት (ግ) = 10 ሜ/ሰ²
Perubahan ketinggian = 50 meter – 10 meter = 40 meter
ተጠይቋል : kecepatan pemain pada ketinggian B ?
ጃዋር :
የሜካኒካል ኢነርጂ ጥበቃ ህግ እንዲህ ይላል energi mekanik awal = energi mekanik akhir.
Ketika mulai bergerak dari titik A, kecepatan awal pemain ski = v_o = 0 sehingga energi kinetik awal = EK_o = ½ mv_o² = 0. Sebaliknya ketika berada di titik A, pemain ski mempunyai energi potensial gravitasi awal = EP_o = m g h, di mana h = 50 meter. Jadi energi mekanik awal (EM_o) = energi potensial gravitasi awal (EP_o). Selama bergerak dari A ke B, ketinggian pemain ski berkurang sehingga energi potensial gravitasi berkurang. Energi potensial gravitasi tidak hilang tetapi berubah menjadi energi kinetik. Bertambahnya energi kinetik ditandai dengan meningkatnya kecepatan pemain ski. Jika pemain ski tiba di dasar bidang miring maka semua energi potensial gravitasi berubah menjadi energi kinetik. Pada dasar bidang miring, energi potensial gravitasi bernilai nol sedangkan energi kinetik bernilai maksimum. Jadi energi mekanik akhir (EM_t) = energi kinetik akhir (EK_t).

Bagaimana dengan energi potensial gravitasi dan energi kinetik di titik B ? Pada titik B, sebagian energi potensial gravitasi berkurang dan berubah menjadi energi kinetik. Tepatnya, energi kinetik di titik B = pengurangan energi potensial gravitasi jika benda diandaikan jatuh bebas setinggi 40 meter. Mengapa tidak digunakan panjang lintasan bidang miring tetapi ketinggian 40 meter ? Jika anda belum memahami hal ini, sebaiknya anda pelajari lagi materi gaya konservatif dan kaitannya dengan energi potensial ሰርታ የሜካኒካል ኢነርጂ ጥበቃ ህግ.

Kecepatan pemain ski pada ketinggian B :
የመጨረሻ ሜካኒካል ጉልበት = የመጀመሪያ ሜካኒካል ጉልበት
Energi kinetik di titik B = energi potensial gravitasi setinggi 40 meter
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. Sebuah benda bergerak dari titik A tanpa kecepatan awal. Jika selama gerakan tidak ada gesekan, kecepatan benda di titik terendah adalah….
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 : kecepatan akhir (v_t)?
ጃዋር :
የመጀመሪያ ሜካኒካል ኃይል (ኢኤም)₁) = energi potensial gravitasi di A (EP_A) = ሚ.ግ. = (ሜ)(10)(20) = 200 ሜ
የመጨረሻ ሜካኒካል ኃይል (ኢኤም)₂) = energi kinetik (EK) = ½ m v_t²
Kecepatan benda pada titik terendah atau kecepatan akhir benda 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