Energia potencial gravitatòria: problemes i solucions

1. Un cos d'1 kg en caiguda lliure des del repòs, des d'una altura de 10 m.

Determinar:

(a) Treball realitzat per la força de la gravetat

(b) El canvi d' energia potencial gravitatòria

Acceleració deguda a la gravetat (g) = 10 m/ ^s²

Conegut:

Massa (m) = 1 kg

Alçada (h) = 10 m

Acceleració deguda a la gravetat (g) = 10 m/ ^s²

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

Solució:

(a) Treball realitzat per la força de la gravetat

W = wh = mgh

W = (1)(10)(10) = 100 Joules

(b) El canvi d'energia potencial gravitatòria

La variació de l'energia potencial gravitatòria és igual al treball realitzat per la gravetat.

Δ EP = 100 Joules

[irp]

2. Un objecte de 10 N llisca cap avall sobre el pla inclinat llis al llarg de 2 metres. Determineu el treball realitzat per la força de pes!

Conegut:

pes (w) = 10 N

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

d = 2 m

Acceleració deguda a la gravetat (g) = 10 m/ ^s²

Es busca: treball realitzat per la força del pes

Solució:

W = F d = w _x d = (5)(2) = 10 Joules

Solució alternativa:

Sin 30 ^o = h / d

0.5 = h / 2

h = (0.5)(2)

h = 1 m

Treball realitzat per la força del pes;

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

[irp]

3. Un objecte de 1,500 grams a 20 metres sobre el terra , caiguda lliure a terra. Quina és l'energia potencial gravitatòria de l'objecte? L'acceleració deguda a la gravetat és de 10 m/ ^s².

Conegut:

Acceleració deguda a la gravetat (g) = 10 m/ ^s²

Massa (m) = 1500 grams = 1500/1000 quilograms = 1.5 quilograms

Alçada (h) = 20 metres

Es busca: L'energia potencial gravitatòria

Solució:

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

4. Segons la figura següent, si la massa de l'objecte 1 és de 2 kg i la massa de l'objecte 2 és de 4 kg, la comparació de l'energia potencial de l'objecte 1 i l'objecte 2 és...

Conegut:

Massa de l'objecte 1 (m₁) = 2 quilograms

Massa de l'objecte 2 (m² ₎ = 4 quilograms

Alçada 1 (h1 ₎ = 12 metres

Alçada 2 (h2 ₎ = 9 metres

Es busca: Comparació de l'energia potencial de l'objecte 1 i l'objecte 2

Solució:

PE = mgh

m = massa (la seva unitat internacional és el quilogram, abreujat kg)

g = acceleració deguda a la gravetat (la seva unitat internacional és metres per segon al quadrat, abreujat m/ ^s² )

h = alçada (la seva unitat internacional és el metre, abreujat m)

PE = energia potencial gravitatòria (la seva unitat internacional és kg m² ^/ s² ^o Joule)

L'energia potencial gravitatòria de l'objecte 1:

EP ₁ = m ₁ gh ₁ = (2)(g)(12) = 24 g

L'energia potencial gravitatòria de l'objecte 2:

EP ₂ = m ₂ gh ₂ = (4)(g)(9) = 36 g

Comparació de l'energia potencial de l'objecte 1 i l'objecte 2:

PE ₁ : PE ₂

24 g : 36 g

24: 36

24/12 : 36/12

2: 3

[wpdm_package id='1175′]

1. Treball realitzat per problemes de força i solucions
2. Problemes i solucions de treball-energia cinètica
3. Problemes i solucions del principi d'energia mecànica-treball
4. Problemes i solucions d'energia potencial gravitatòria
5. Problemes i solucions sobre l'energia potencial de les molles elàstiques
6. Problemes i solucions d'energia
7. Aplicació de la conservació de l'energia mecànica per al moviment de caiguda lliure
8. Aplicació de la conservació de l'energia mecànica per al moviment ascendent i descendent en caiguda lliure
9. Aplicació de la conservació de l'energia mecànica al moviment sobre una superfície corba
10. Aplicació de la conservació de l'energia mecànica al moviment en un pla inclinat
11. Aplicació de la conservació de l'energia mecànica al moviment del projectil