Xalis iş Qravitasiya potensial enerjisi Kinetik enerji – Məsələlər və Həllər

4 Xalis iş Qravitasiya potensial enerjisi Kinetik enerji – Problemlər və Həllər

1. Yerdən 10 metr hündürlükdə olan 5 kq-lıq cisim. Cazibə qüvvəsinin sürətlənməsi 10 m/s²-dir ^. Cismi yerdən 15 metr hündürlüyə qaldırmaq üçün onun üzərində nə qədər iş görülməlidir?

Məlumdur:

Cismin kütləsi (m) = 5 kq

Hündürlük (h) = 10 metr

Cazibə qüvvəsinə görə sürətlənmə (g) = 10 m/s ²

Axtarılır: Obyektin yerdən 15 metr yüksəkliyə qaldırılması üçün işlər görülüb.

Həll yolu:

W = F d = wh = mgh

W = iş, F = qüvvə, d = yerdəyişmə , w = çəki , h = hündürlük, m = kütlə, g = cazibə qüvvəsinə görə sürətlənmə

Obyekt üzərində görülən işlər:

W = mgh = (5 kq)(10 m/s² ⁾ (10 m²) = 500 kq m² ^/ s² ⁼ 500 Coul

2. 2 kq-lıq cisim hamar üfüqi səth boyunca 2 m/s sürətlə hərəkət edir. Əgər cismin son sürəti 5 m/s-dirsə, cisim üzərində görülən iş nədir?

Məlumdur:

Cismin kütləsi (m) = 2 kq

Başlanğıc sürət (v _o ) = 2 m/s

Son sürət (vt ₎ = 5 m/s

İstənilən: Obyekt üzərində görülən işlər

Həll yolu:

İş -kinetik enerji prinsipi, bir cisim üzərində görülən xalis işin cismin kinetik enerjisindəki dəyişikliyə bərabər olduğunu bildirir.

W = ΔKE = KE ₂ – KE ₁ = 1/2 mv _t² – 1/2 mv _o² = 1/2 m (v _t² – v _o² ) = 1/2 (2)(5 ² -2 ² ) = (1)(25-4) = 21 Joul

3. Hamar döşəmədə əvvəlcə sakit vəziyyətdə olan kütləsi 10 kq olan cisim. 3 saniyədə itələndikdən sonra cisim 2 m/s² sürətlənmişdir ^. Cisim üzərində görülən iş nədir?

Məlumdur:

Kütlə (m) = 10 kq

Başlanğıc sürət (v _o ) = 0 (əvvəlcə sükunətdə)

Zaman intervalı (t) = 3 saniyə

Sürətlənmə (a) = 2 m/s ²

Axtarılır: İş (Q)

Həll yolu:

Əvvəlcə sabit sürətlənmə hərəkətinin tənliyindən istifadə edərək məsafəni təyin edin.

d = v _o t + ½ ² -də = (0)(3) + ½ (2)(3) ²

d = 0 + (1)(9) = 9

Obyekt üzərində görülən işlər:

W = F s = (ma)(d) = (10)(2)(9) = 180 Coul

4. Aşağıdakı şəkildə göstərildiyi kimi, maili müstəvidə F = 1.5 N sabit qüvvə ilə yuxarıya doğru sürətlənən kütləsi 15 kq olan blok. Cazibə qüvvəsindən qaynaqlanan sürətlənmə 10 m/s2-dir ^və blokla maili müstəvi arasında sürtünmə yoxdur . Cisim üzərində görülən xalis iş nədir?

Məlumdur:

Blokun kütləsi (m) = 1.5 kq Şəbəkə işi-qravitasiya-potensial-enerji-kinetik-enerji-–-problemlər-və-həllər-1

Cazibə qüvvəsinə görə sürətlənmə (g) = 10 m/s ²

Blokun çəkisi (w) = mq = (1.5)(10) = 15 Nyuton

Qüvvə (F) = 15 Nyuton

İstənilən: Obyekt üzərində xalis iş görülür

Həll yolu:

Blok üzərində iki qüvvə işləyir. Birincisi, blokun yerdəyişməsinə paralel olan və F qüvvəsi olan qüvvə. İkincisi, blokun çəkisinin üfüqi komponenti (w _x ).

Qüvvə ilə görülən iş (F):

W ₁ = F s = (15 N)(2 m) = 30 N m = 30 Coul

Çəkinin üfüqi komponenti (w _x ) tərəfindən görülən iş:

W ₂ = w _x s = (w sin 30 ^o )(2 m) = (15 N)(1/2)(2 m) = 15 N m = 15 Coul

Obyekt üzərində görülən şəbəkə işləri:

W _xalis = W ₁ – W ₂ = 30 J – 15 J = 15 Joules

Xalis iş və kinetik enerji baxımından iş-enerji teoremi nədir?
- Cavabİş-enerji teoremi, bir cisim üzərində görülən xalis işin onun kinetik enerjisindəki dəyişikliyə bərabər olduğunu bildirir. Riyazi olaraq: $W_{n e t} = Δ K E$ .
Bir əşyanı müəyyən bir hündürlüyə qaldırıb orada saxlasanız, onu hərəkətsiz saxlayarkən üzərində nə qədər iş görmüş olarsınız?
- CavabCismi hərəkətsiz saxlayarkən, onun üzərində sıfır iş görürsünüz, çünki yerdəyişmə yoxdur. İş qüvvə istiqamətində yerdəyişmənin qüvvəyə vurulması kimi müəyyən edilir, buna görə də yerdəyişmənin olmaması işin olmaması deməkdir.
Yer səviyyəsində bir cismin cazibə potensial enerjisi nədir?
- CavabYer səviyyəsindəki bir cismin cazibə potensial enerjisi adətən sıfır qəbul edilir. Cazibə potensial enerjisi nisbidir və yer səviyyəsi ümumi istinad nöqtəsidir.
Bir cismin sürəti ikiqat artdıqda onun kinetik enerjisi necə dəyişir?
- CavabKinetik enerji sürətin kvadratı ilə mütənasibdir. Əgər cismin sürəti ikiqat artırılarsa, onun kinetik enerjisi dörd dəfə artacaq.
Düşən cismin cazibə potensial enerjisi nə vaxt maksimum olur?
- CavabDüşən cismin cazibə potensial enerjisi, düşməyə başlamazdan əvvəl, yəni yerin üzərindəki ən yüksək nöqtəsində (və ya istinad nöqtəsində) olduqda maksimumdur.
Hava müqaviməti olmadığı təqdirdə, sərbəst düşən cismin itirdiyi potensial enerji ilə qazandığı kinetik enerji arasındakı əlaqə haqqında nə demək olar?
- CavabHava müqaviməti olmadıqda, sərbəst düşən cismin itirdiyi potensial enerji, qazandığı kinetik enerjiyə bərabər olacaq. Bu, mexaniki enerjinin qorunmasının birbaşa nəticəsidir.
Bir cisim yer üzərindən orijinal hündürlüyünün iki qatına qaldırılarsa, onun cazibə potensial enerjisi ilə nə baş verir?
- CavabQravitasiya potensial enerjisi hündürlüklə mütənasibdir. Əgər bir cisim orijinal hündürlüyünün ikiqatına qaldırılarsa, onun qravitasiya potensial enerjisi ikiqat artacaq.
Sıfır obyekt üzərində xalis iş nə vaxt görülür?
- CavabCisim üzərində görülən xalis iş, ona təsir edən bütün qüvvələrin gördüyü ümumi iş sıfıra bərabər olduqda və ya cismin kinetik enerjisində heç bir dəyişiklik olmadığı zaman ekvivalent olaraq sıfıra bərabərdir.
Əgər bir cisim sabit sürətlə hərəkət edirsə, müəyyən bir məsafədə onun üzərində görülən xalis iş haqqında nə demək olar?
- CavabƏgər bir cisim sabit sürətlə hərəkət edirsə, bu, heç bir təcillənmənin və deməli, ona təsir edən xalis qüvvənin olmadığı anlamına gəlir. Buna görə də, istənilən məsafədə cisim üzərində görülən xalis iş sıfıra bərabər olacaq.
Nə üçün daha yüksək hündürlükdə yerləşən bir cisim Yerin mərkəzindən daha uzaqda olsa da, daha çox cazibə potensial enerjisinə malikdir?
- CavabQravitasiya potensial enerjisi, obyektin istinad nöqtəsinə (çox vaxt Yer səthinə) nisbətən mövqeyinə və ona təsir edən cazibə qüvvəsinə əsaslanır. Daha yüksək hündürlükdə olan obyekt bu istinad nöqtəsindən daha yüksəkdə yerləşir, bu da onun cazibə qüvvəsinə qarşı həmin mövqeyə doğru hərəkət etdiyi deməkdir. Nəticədə, o, mövqeyinə görə enerji yığıb və bu yığılmış enerji onun cazibə potensial enerjisidir.