Mga pananglitan sa mga pangutana bahin sa Enerhiya sa Mekanika

6 ka Ehemplo sa mga Pangutana Bahin sa Enerhiya sa Mekanika

Teorama sa mekanikal nga trabaho-enerhiya

1. Tan-awa ang mosunod nga hulagway sa paglihok sa bloke! Hunahunaa nga ang g = 10 m/ ^s² . Kon ang coefficient sa kinetic friction tali sa bloke ug sa salog kay μ k = 0,5, nan ang bili sa paglihok (s) sa butang kay ….

A. 5,00 m

B. 4,25 m

C. 3,00 m

D. 2,50 m

Sidlakan 2,00 m

Panaghisgot

Nasayran nga :

Koepisyent sa kinetic friction ( μ k) = 0,5

Misa sa bloke (m) = 4 kg

Pagpadali tungod sa grabidad (g) = 10 m/s ²

Timbang sa bloke (w) = mg = (4)(10) = 40 Newton

Kon ang bloke naa sa patag nga nawong, nan ang normal nga puwersa (N) = gibug-aton (w) = 40 Newtons.

Inisyal nga katulin (v ₁ ) = 5 m/s

Katapusang katulin (v ₂ ) = 0 m/s

Gipangutana : pagbalhin sa butang/mga butang?

Tubag :

Ang teorama sa work-mechanical energy nag-ingon nga ang trabaho (W) nga gihimo sa usa ka dili-konserbatibo nga puwersa katumbas sa pagbag-o sa mekanikal nga enerhiya sa butang o sa katapusang mekanikal nga enerhiya (EM ₂ ) - ang inisyal nga mekanikal nga enerhiya (EM ₁ ). Ang kinetic friction usa ka dili-konserbatibo nga puwersa ug ang bugtong dili-konserbatibo nga puwersa nga naglihok sa bloke mao ang kinetic friction force.

W = ΔEM

fk _s = EM ₂ – EM ₁

Trabaho nga gihimo sa kinetic friction:

W = f _k s = ( μ k )(N)(s) = (0,5)(40)(s) = 20 s

Mga pagbag-o sa mekanikal nga enerhiya:

Δ EM = EM ₂ – EM ₁ = (EK + EP) ₂ – (EK + EP) ₁

Ang usa ka butang naglihok sa patag nga nawong ug wala makasinati og pagbag-o sa gitas-on ( Δh = 0) busa walay pagbag-o sa gravitational potential energy ( ΔEP = EP2 _– EP1 ₌ 0). Busa ang mga pagbag-o sa mechanical energy naglambigit lamang sa mga pagbag-o sa kinetic energy.

Δ EM = EK ₂ – EK ₁ = ½ mv ₂ ² – ½ mv ₁ ² = ½ m (v ₂ ² – v ₁ ² )

Δ EM = ½ (4)(0 ² – 5 ² ) = (2)(25) = 50

Ang paglihok sa bloke mao ang:

W = ΔEM

20 segundos = 50

s = 50 / 20 = 2,5 metros

Ang saktong tubag kay D.

Balaod sa konserbasyon sa mekanikal nga enerhiya

2. Ang mga butang A ug B adunay parehas nga masa. Ang butang A mahulog gikan sa gitas-on nga h metros ug ang butang B mahulog gikan sa 2h metros. Kon ang A moigo sa yuta sa gikusgon nga vm/s, nan ang butang B moigo sa yuta nga adunay kinetic energy nga….

A. 2 mv ²

B. mv ²

C. 3/4 mv ²

D. 1/2 mv ²

E. 1/4 mv ²

Panaghisgot

Ang katapusang tulin sa butang B nga gawasnon nga nahulog gikan sa gitas-on nga 2h mao ang:

v2 = 2 g (2h) = 4 ^gh

Ang kinetic energy sa butang B mao ang:

EK _B = ½ mv ² = ½ m (4 gh) = 2 mgh —– Ekwasyon 1

Ang inisyal nga mekanikal nga enerhiya sa butang B mao ang gravitational potential energy = mg h. Ang katapusang mekanikal nga enerhiya sa butang B mao ang kinetic energy = ½ ^mv².

Balaod sa konserbasyon sa mekanikal nga enerhiya :

mgh = ½ ^mv2.

Tungod kay ang mgh = ½ mv ² nan atong mapulihan ang mgh sa equation 1 og ½ mv ².

Kinetic energy sa butang B = 2 mgh = 2(½ mv² ⁾ = ^mv²

Ang saktong tubag kay B.

3. Tan-awa ang hulagway sa ubos! Usa ka butang ang gawasnon nga nahulog gikan sa gihabogon nga 20 m. Kon ang acceleration tungod sa grabidad kay 10 m/s, nan ang katulin sa butang kon kini anaa sa 15 m ibabaw sa yuta kay….

A. 2 m/s

B. 5 m/s

C. 10 m/s

D. 15 m/s

E. 20 m/s

Panaghisgot

Katapusang mekanikal nga enerhiya = inisyal nga mekanikal nga enerhiya

Ang kinetic energy sa butang sa punto 2 = pagkunhod sa gravitational potential energy og 5 metros

½ mv ² = mgh

½ v ² = (10)(20-15)

½ v ² = (10)(5)

½ v ² = 50

v2 = ( ² )(50)

v2 = ¹⁰⁰

v = 10 m/s

Ang saktong tubag kay C.

4. Usa ka bloke ang gikuptan sa ibabaw sa usa ka inclined plane sama sa gipakita sa hulagway. Kung buhian, ang bloke mo-slide nga walay friction subay sa bakilid. Ang gikusgon sa bloke kung makaabot kini sa ubos sa bakilid kay…

A. 6 ms^-1

B. 8 ms ^-1

C. 10 ms ^-1

D. 12 ms ^-1

E. 16 ms ^-1

Panaghisgot

Inisyal nga mekanikal nga enerhiya = gravitational potential energy = mgh = m (10)(5) = 50 m

Katapusang mekanikal nga enerhiya = kinetic nga enerhiya = 1/2 ^mv²

Ang balaod sa konserbasyon sa mekanikal nga enerhiya nag-ingon nga ang inisyal nga mekanikal nga enerhiya = katapusang mekanikal nga enerhiya.

EM _o = EM _t

50 m = 1/2 mv ²

50 = 1/2 batok sa ²

2 (50) = ^v2

100 = ^v2

v = 10 m/s

Ang saktong tubag kay C.

5. Usa ka bloke nga may masa nga m kg ang gibuhian gikan sa gihabogon nga h metros ibabaw sa yuta sama sa gipakita sa hulagway. Ang ratio sa potential energy (EP) ug kinetic energy (EK) kung kini naa sa punto M mao ang….

A. 1 : 3

B. 1 : 2

C. 2 : 1

D. 2 : 5

E. 3 : 7

Panaghisgot

Enerhiya sa potensyal nga grabidad sa punto M:

EP _M = mg (0,3 ka oras)

Enerhiya sa kinetiko sa punto M = pagkunhod sa enerhiya sa potensyal sa grabidad sa h-0,3h = 0,7 h

EK _M = EP = mg (0,7 ka oras)

Ang ratio sa gravitational potential energy ug kinetic energy sa punto M mao ang:

EP _M : EK _M

mg (0,3 ka oras) : mg (0,7 ka oras)

0,3: 0,7

3: 7

Ang saktong tubag kay E.

6. Tan-awa ang hulagway sa butang A nga gawasnon nga nahulog gikan sa punto P sa ubos!

Kon ang EP _Q ug EK _Q mao ang potensyal nga enerhiya ug kinetic nga enerhiya sa punto Q matag usa (g = 10 m/s² ⁾ , nan ang EP _Q : EK _Q mao ang….

A. 16 : 9

B. 9 : 16

C. 3 : 2

D. 2 : 3

E. 2 : 1

Panaghisgot

Enerhiya sa potensyal nga grabidad sa punto Q:

EP _Q = mgh = (m)(10)(1,8) = 18 m

Kinetic energy sa punto Q = pagkunhod sa gravitational potential energy sa 5-1,8 = 3,2 metros

EK _Q = EP = mgh = m (10)(3,2) = 32 m

Ang ratio sa gravitational potential energy ug kinetic energy sa punto Q mao ang:

EP _Q : EK _Q

18 metros : 32 metros

18: 32

9: 16

Tinubdan sa pangutana:

Mga Pangutana sa Pisika sa Nasudnong Eksaminasyon para sa Senior High School/Bokasyonal nga High School