Гравитационна потенциална енергия – проблеми и решения

1. Свободно падане на тяло с маса 1 кг от покой, от височина 10 м.

Определете:

(а) Работа, извършена от силата на гравитацията

(б) Промяната в гравитационната потенциална енергия

Ускорение на гравитацията (g) = 10 m/ ^s²

Известни:

Маса (m) = 1 kg

Височина (в) = 10 м

Ускорение на гравитацията (g) = 10 m/ ^s²

Тегло (w) = mg = (1 kg)(10 m/s² ⁾ = 10 N

решение:

(а) Работа, извършена от силата на гравитацията

W = wh = mgh

W = (1)(10)(10) = 100 джаула

(б) Промяната в гравитационната потенциална енергия

Промяната в гравитационната потенциална енергия е равна на работата, извършена от гравитацията.

Δ EP = 100 джаула

[ирп]

2. Обект с маса 10 N се плъзга надолу по гладката наклонена равнина по дължина 2 метра. Определете работата, извършена от силата на теглото!

Известни:

тегло (w) = 10 N

w _x = w sin θ = (10)(sin 30 ^o ) = (10)(0.5) = 5 N

d = 2 м

Ускорение на гравитацията (g) = 10 m/ ^s²

Търси се: работа, извършена от силата на теглото

решение:

W = F d = w _x d = (5)(2) = 10 джаула

Алтернативно решение:

Sin 30 ^o = h / d

0.5 = ч / 2

h = (0.5)(2)

h = 1 м

Работа, извършена от силата на теглото;

W = F d = wh = (10 N)(1 m) = 10 N m = 10 джаула

[ирп]

3. Обект с тегло 1,500 грама на 20 метра над земята , пада свободно към земята. Каква е гравитационната потенциална енергия на обекта? Ускорението, дължащо се на гравитацията, е 10 m/ ^s².

Известни:

Ускорение на гравитацията (g) = 10 m/ ^s²

Маса (m) = 1500 грама = 1500/1000 килограма = 1.5 килограма

Височина (h) = 20 метра

Търси се: Гравитационната потенциална енергия

решение:

PE = mgh = (1.5 kg)(10 m/s² ⁾ (20 m) = 300 kg m² ^/ s² ⁼ 300 джаула

4. Въз основа на фигурата по-долу, ако масата на обект 1 е 2 кг, а масата на обект 2 е 4 кг, сравнението на потенциалната енергия на обект 1 и обект 2 е …..

Известни:

Маса на обект 1 (m₁) = 2 килограма

Маса на обект 2 (m² ₎ = 4 килограма

Височина 1 (h ₁ ) = 12 метра

Височина 2 (h ₂ ) = 9 метра

Търси се: Сравнение на потенциалната енергия на обект 1 и обект 2

решение:

PE = mgh

m = маса (международната ѝ единица е килограм, съкратено kg)

g = ускорение, причинено от гравитацията (международната му единица е метри в секунда на квадрат, съкратено m/ ^s² )

h = височина (международната ѝ единица е метър, съкратено m)

PE = гравитационна потенциална енергия (международната ѝ единица е kg m² ^/ s² ^или джаул)

Гравитационната потенциална енергия на обект 1:

EP ₁ = m ₁ gh ₁ = (2)(g)(12) = 24 g

Гравитационната потенциална енергия на обект 2:

EP ₂ = m ₂ gh ₂ = (4)(g)(9) = 36 g

Сравнение на потенциалната енергия на обект 1 и обект 2:

ПЕ ₁ : ПЕ ₂

24 г : 36 г

24: 36

24/12 : 36/12

2: 3

[wpdm_package id='1175']

1. Работа, извършена от сила, задачи и решения
2. Проблеми с кинетичната енергия и техните решения
3. Проблеми и решения на принципите на работа-механична енергия
4. Проблеми с гравитационната потенциална енергия и решения
5. Потенциална енергия на задачите за еластични пружини и решенията им
6. Проблеми със захранването и решения
7. Приложение на запазването на механичната енергия за движение при свободно падане
8. Приложение на запазването на механичната енергия за движение нагоре и надолу при свободно падане
9. Приложение на запазването на механичната енергия за движение по извита повърхност
10. Приложение на закона за запазване на механичната енергия за движение по наклонена равнина
11. Приложение на запазването на механичната енергия за движение на снаряд