যান্ত্রিক শক্তি সম্পর্কিত উদাহরণ প্রশ্ন

6 Contoh soal Energi Mekanik

Teorema usaha-energi mekanik

1. ছবিটির দিকে মনোযোগ দিন। স্থানচ্যুতি balok sebagai berikut! Anggap g = 10 m/s². Jika koefisien gesekan kinetik antara balok dan lantai μk = 0,5, maka nilai perpindahan benda (s) adalah ….

এ. ৬০ মিটার

খ. ৮০ মি

সি. ১০০ মি

ডি. ১২০ মি

পূর্ব 2,00 মিটার

আলোচনা

এটা জানা আছে :

গতি ঘর্ষণ গুণাঙ্ক (μk) = 0,5

ব্লকের ভর (m) = ১ কেজি

অভিকর্ষজ ত্বরণ (g) = 10 মি/সে²²

Berat balok (w) = m g = (4)(10) = 40 Newton

Jika balok berada di atas permukaan bidang datar maka gaya normal (N) = gaya berat (w) = 40 Newton.

প্রাথমিক বেগ (v)₁) = ১০ মি/সে

চূড়ান্ত বেগ (v)₂) = ১০ মি/সে

জিজ্ঞাসা করা হয়েছে : perpindahan benda (s) ?

জওয়াব :

Teorema usaha-energi mekanik menyatakan bahwa usaha (W) yang dilakukan oleh gaya tak konservatif sama dengan perubahan energi mekanik benda atau energi mekanik akhir (EM₂) – energi mekanik awal (EM₁). Gaya gesek kinetis termasuk gaya tak konservatif dan satu-satunya gaya tak konservatif yang bekerja pada balok adalah gaya gesek kinetis.

W= ΔEM

f_k s = EM₂ – ইএম₁

গতি ঘর্ষণের দ্বারা কৃত কাজ:

W = f_k s = (μk)(N)(s) = (0,5)(40)(s) = 20 s

Perubahan energi mekanik :

ΔEM = EM₂ – ইএম₁ = (EK + EP)₂ – (EK + EP)₁

Benda bergerak di atas permukaan bidang datar dan tidak mengalami perubahan ketinggian (Δh = 0) sehingga tidak ada perubahan energi potensial gravitasi (ΔEP = EP₂ - ইপি₁ = 0). Jadi perubahan energi mekanik hanya melibatkan perubahan energi kinetik.

ΔEM = EK₂ – ইকে₁ = ½ mv₂² – ½ মিলিভোল্ট₁² = ½ মি (v₂² - v₁²)

ΔEM = ½ (4)(0² - 5²) = (2)(25) = 50

Perpindahan balok adalah :

W= ΔEM

২০ সেকেন্ড = ৫০

s = ১০০ / ৪ = ২৫ মিটার

সঠিক উত্তরটি হলো D।

যান্ত্রিক শক্তির সংরক্ষণ আইন

2. Benda A dan B bermassa sama. Benda A jatuh dari ketinggian h meter dan B jatuh dari 2h meter. Jika A menyentuh tanah dengan kecepatan v m/s, maka benda B akan menyentuh tanah dengan energi kinetik sebesar….

A. 2 mv²

B. mv²

C. 3/4 mv²

D. 1/2 mv²

E. 1/4 mv²

আলোচনা

Kelajuan akhir benda B yang jatuh bebas dari ketinggian 2h adalah :

v² = 2 গ্রাম (2 ঘন্টা) = 4 ঘন্টা

Energi kinetik benda B adalah :

EK_B = ½ mv² = ½ m (4 g h) = 2 m g h —– Persamaan 1

Energi mekanik awal benda B adalah energi potensial gravitasi = m g h. Energi mekanik akhir benda B adalah energi kinetik = ½ m v².

যান্ত্রিক শক্তির সংরক্ষণ আইন :

mgh = ½ mv².

কারণ mgh = ½ mv² maka kita dapat menggantikan m g h pada persamaan 1 dengan ½ m v².

Energi kinetik benda B = 2 m g h = 2(½ m v²) = mv²

সঠিক উত্তরটি হলো B।

3. Perhatikan gambar di bawah ini! Sebuah benda jatuh bebas dari ketinggian 20 m. Jika percepatan gravitasi bumi 10 m/s, maka kecepatan benda pada saat berada 15 m di atas tanah adalah….

এ. ১০ মি/সেকেন্ড

খ. ২০ মি/সেকেন্ড

সি. ৩০ মি/সেকেন্ড

ডি. ৪০ মি/সেকেন্ড

ই. ৫০ মি/সেকেন্ড

আলোচনা

চূড়ান্ত যান্ত্রিক শক্তি = প্রাথমিক যান্ত্রিক শক্তি

Energi kinetik benda di titik 2 = pengurangan energi potensial gravitasi sejauh 5 meter

½ mv² = mgh

½ v² = (10)(20-15)

½ v² = (10)(5)

½ v² = 50

v² = (2)(50)

v² = 100

v = 10 মি/সেকেন্ড

সঠিক উত্তরটি হলো C।

4. Sebuah balok ditahan di puncak bidang miring seperti gambar. Ketika dilepas, balok meluncur tanpa gesekan sepanjang bidang miring. Kecepatan balok ketika tiba di dasar bidang miring adalah…

এ. ২ মিলিসেকেন্ড^-1

বি. ৪ মিলিসেকেন্ড^-1

সি. ৮ মিলিসেকেন্ড^-1

ডি. ১২ মিলিসেকেন্ড^-1

ই. ১৬ মিলিসেকেন্ড^-1

আলোচনা

Energi mekanik awal = energi potensial gravitasi = m g h = m (10)(5) = 50 m

Energi mekanik akhir = energi kinetik = 1/2 m v²

যান্ত্রিক শক্তির সংরক্ষণ সূত্র অনুযায়ী, প্রাথমিক যান্ত্রিক শক্তি = চূড়ান্ত যান্ত্রিক শক্তি।

EM_o = ইএম_t

৫০ মি = ১/২ মিভি²

৫০ = ১/২ ভোল্ট²

2 (50) = v²

100 = v²

v = 10 মি/সেকেন্ড

সঠিক উত্তরটি হলো C।

5. Sebuah balok bermassa m kg dilepaskan dari ketinggian h meter di atas tanah seperti pada gambar. Perbandingan energi potensial (EP) dan energi kinetik (EK) ketika berada di titik M adalah….

এ. ১ : ২

খ. ৩ : ২

গ. ৪ : ৯

ডি. ২ : ১

ই. ৩ : ১

আলোচনা

Energi potensial gravitasi di titik M :

EP_M = মিলিগ্রাম (০.৩ ঘণ্টা)

Energi kinetik di titik M = pengurangan energi potensial gravitasi sejauh h-0,3h = 0,7 h

EK_M = EP = m g (0,7 h)

Perbandingan energi potensial gravitasi dan energi kinetik di titik M adalah :

EP_M : EK_M

মিলিগ্রাম (০.৩ ঘণ্টা) : মিলিগ্রাম (০.৭ ঘণ্টা)

0,3: 0,7

3: 7

সঠিক উত্তরটি হলো E।

6. Perhatikan gambar benda A yang jatuh bebas dari titik P berikut ini!

Jika EP_Q dan EK_Q masing-masing adalah energi potensial dan energi kinetik di titik Q (g = 10 m/s²), maka EP_Q : EK_Q হয়…

এ. ১ : ২

খ. ৩ : ২

গ. ৪ : ৯

ডি. ২ : ১

ই. ৩ : ১

আলোচনা

Energi potensial gravitasi di titik Q :

EP_Q = m g h = (m)(10)(1,8) = 18 m

Energi kinetik di titik Q = pengurangan energi potensial gravitasi sejauh 5-1,8 = 3,2 meter

EK_Q = EP = m g h = m (10)(3,2) = 32 m

Perbandingan energi potensial gravitasi dan energi kinetik di titik Q adalah :

EP_Q : EK_Q

১৮ মি : ৩২ মি

18: 32

9: 16

প্রশ্নের উৎস:

উচ্চ মাধ্যমিক/বৃত্তিমূলক উচ্চ বিদ্যালয়ের জন্য জাতীয় পরীক্ষার পদার্থবিজ্ঞানের প্রশ্নাবলী