Формула працы і тэарэма аб працы і кінетычнай энергіі

Прыклады пытанняў і формул для працы і тэарэмы аб працы і кінетычнай энергіі

Усаха

1. Унук штурхае інвалідны вазок сваёй бабулі па кругавым парку з сілай 20 Н, радыус парку роўны 7 м, якую працу выконвае ўнук за 2 абароты?

1. 0 джоуль
2. 1400 джоуль
3. 1540 джоуль
4. 1760 джоуль

Абмеркаванне
Бізнес-формула: Праца = Сіла х Зрушэнне
Калі ўнук/ўнучка двойчы штурхне інвалідны вазок, то і ўнук, і інвалідны вазок вернуцца ў зыходнае становішча. Паколькі вяртанне ў зыходнае становішча роўна нулю, то і зрушэнне таксама роўна нулю.
Такім чынам, намаганні, прыкладзеныя ўнукам, роўныя нулю.
Правільны адказ — А.

2. Дворнік штурхае шафу па падлозе з сілай 350 Н. Падлога аказвае сілу трэння 70 Н. Работа, якая выконваецца для перамяшчэння шафы на 6 метраў, складае:

1. 45 J
2. 72 J
3. 1680 J
4. 2580 J

Абмеркаванне
Вядома, што:
Сіла цягі (F) = 350 Ньютанаў
Сіла трэння (F_{правядзіце пальцам}) = 70 Ньютан
Зрушэнне шафы (s) = 6 метраў
Спыталі: Бізнес (W)
Адказ:
На аб'ект дзейнічаюць дзве сілы, а менавіта сіла штуршка (F) і сіла трэння (F)._{правядзіце пальцам}).
Сіла штурхання накіравана ў той жа бок, што і перамяшчэнне шафы, таму сіла штурхання выконвае дадатную працу. І наадварот, сіла трэння накіравана ў процілеглы бок перамяшчэння шафы, таму сіла трэння выконвае адмоўную працу.
Работа, выкананая штурхаючай сілай:
W = F s = (350 Ньютан)(6 метраў) = 2100 Ньютан-метраў = 2100 джоўляў
Работа, выкананая сілай трэння:
W = – (F_{правядзіце пальцам})(s) = – (70 ньютан)(6 метраў) = – 420 ньютан-метраў = – 420 джоўляў
Агульныя намаганні:
Агульная колькасць W = 2100 джоўляў – 420 джоўляў
Агульная энергія ў Вт = 1680 джоўляў
Правільны адказ — С.

Тэарэма аб рабоце і кінетычнай энергіі

3. На аб'ект масай 16 кг дзейнічае пастаянная сіла 8 Н. Калі аб'ект спачатку знаходзіцца ў стане спакою, то хуткасць аб'екта пасля дзеяння сілы на працягу 4 секунд будзе….

1. 0,5 м / с
2. 2 м / с
3. 4 м / с
4. 8 м / с

Абмеркаванне
Вядома, што:
Пастаянная сіла (F) = 8 Ньютанаў
Маса аб'екта (м) = 16 кг
Пачатковая хуткасць аб'екта (v_o) = 0 м/с
Інтэрвал часу, на працягу якога сіла дзейнічае на аб'ект (t) = 4 секунды
Спыталі: Канчатковая хуткасць аб'екта (v_t)
Адказ:
Праца = Змена кінетычнай энергіі
W = канчатковы EK – пачатковы EK
W = ½ мВ_t² – ½ мВ_o²
W = ½ мВ_t² - 0
W = ½ мВ_t² —— Раўнанне 1

Праца = Сіла х Зрушэнне
W = F s
W = 8 с
Выкарыстайце формулу GLBB для разліку зрушэння (s)
s = v_o t + ½ пры²
Апісанне: s = перамяшчэнне, v_o = пачатковая хуткасць, t = час, a = паскарэнне
s = 0 + ½ пры² = ½ у² —-> а = (v_t – в_o) / t = v_t
s = ½ (v_t / т) т²
s = ½ (v_t) т
Замяніце перамяшчэнне (s) у раўнанні працы перамяшчэннем (s) у гэтым раўнанні:
W = 8 с
W = 8(1/2)(v)_t)(т)
W = (4)(v)_t)(t) —— Раўнанне 2

Раўнанне 1 = Раўнанне 2
Ш = Ш
½ мВ_t² = (4)(v)_t)(т)
½ мВ_t = (4)(t)
½ (16)(v)_t) = 4(4)
8 V_t = 16
v_t = 16/8
v_t = 2 метры/секунду
Правільны адказ — Б.

4. Каб павялічыць хуткасць аб'екта ўдвая больш, чым яго першапачатковая хуткасць, неабходна прыкласці намаганні...

1. у 4 разы больш за сваю пачатковую кінетычную энергію
2. у 3 разы больш за сваю пачатковую кінетычную энергію
3. у 2 разы больш за сваю пачатковую кінетычную энергію
4. у 1 разы больш за сваю пачатковую кінетычную энергію

Абмеркаванне
Вядома, што:
Дапусцім, што маса аб'екта (м) = 1 кг
Дапусцім, што пачатковая хуткасць (v_o) = 1 м/с
Канчатковая хуткасць (v_t) = 2 x пачатковая хуткасць = 2 x 1 = 2 м/с
Спыталі: Намаганні = … ?
Адказ:
Пачатковая кінетычная энергія:
Пачатковая EK = ½ мВ_o² = ½ (1)(1)² = ½ (1)(1) = ½ (1) = 0,5
Канчатковая кінетычная энергія, калі хуткасць аб'екта ўдвая перавышае яго першапачатковую хуткасць:
Канчатковае EK = ½ mv_t² = ½ (1)(2)² = ½ (4) = 2

Тэарэма аб працы і кінетычнай энергіі:
Праца = Змена кінетычнай энергіі
Работа = Канчатковая кінетычная энергія – Пачатковая кінетычная энергія
Высілак = 2 – 0,5
Высілак = 1,5

Пачатковая кінетычная энергія = 0,5
Намаганне = 3 х 0,5 = 1,5
Такім чынам, каб павялічыць хуткасць аб'екта ў 2 разы ад яго першапачатковай хуткасці, патрабуецца выканаць пэўную працу у 3 разы больш за сваю пачатковую кінетычную энергію.
Правільны адказ — Б.

Крыніца пытання:

Пытанні OSN па фізіцы ў малодшых класах сярэдняй школы