Esempi di dumande nantu à l'energia meccanica

6 Esempi di Dumande nantu à l'Energia Meccanica

Teorema di u travagliu meccanicu-energia

1. Fate attenzione à l'imagine spustamentu bloccu cum'è seguita! Supponemu g = 10 m/s2Sè u coefficientu di attritu cineticu trà u bloccu è u pianu μk = 0,5, tandu u valore di u spustamentu di l'ughjettu (s) hè ….

A. 5,00 mEsempiu di Energia Meccanica Quistione 1

B. 4,25 m

C. 3,00 m

Profondità 2,50 m

E. 2,00 m

Discussione

Hè cunnisciutu :

Coefficiente di attritu cineticu (μk) = 0,5

Massa di u bloccu (m) = 4 kg

Accelerazione di gravità (g) = 10 m/s2

Pesu di u bloccu (w) = mg = (4)(10) = 40 Newton

Sè u bloccu hè nantu à una superficia piana, tandu a forza nurmale (N) = pesu (w) = 40 Newton.

Velocità iniziale (v1) = 5 m/s

Velocità finale (v2) = 0 m/s

Dumandatu : spustamentu di l'ughjettu (oggetti) ?

Jawab :

U teorema di l'energia meccanica-travagliu afferma chì u travagliu (W) fattu da una forza micca cunservativa hè uguale à u cambiamentu di l'energia meccanica di l'ughjettu o l'energia meccanica finale (EM).2) – energia meccanica iniziale (EM)1). L'attritu cineticu hè una forza micca cunservativa è l'unica forza micca cunservativa chì agisce nantu à u bloccu hè l'attritu cineticu.

W= ΔEM

fk s = EM2 – EM1

Travagliu fattu da attritu cineticu:

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

Cambiamenti di l'energia meccanica:

ΔEM = EM2 – EM1 = (EK + EP)2 – (EK + EP)1

LEGGI ANCHE  Ebullizione

L'uggetti si movenu nantu à una superficia piana è ùn subiscenu micca cambiamenti d'altezza (Δh = 0) dunque ùn ci hè micca cambiamentu in l'energia putenziale gravitazionale (ΔEP = EP2 – EP1 = 0). Cusì u cambiamentu di l'energia meccanica implica solu u cambiamentu di l'energia cinetica.

ΔEM = EK2 – EK1 = ½ mv22 – ½ mv12 = ½ m (v22 - v12)

ΔEM = ½ (4)(02 - 52) = (2)(25) = 50

U spustamentu di u bloccu hè:

W= ΔEM

20 sec = 50

s = 50 / 20 = 2,5 metri

A risposta curretta hè D.

Legge di cunservazione di l'energia meccanica

2. L'uggetti A è B anu a listessa massa. L'uggettu A casca da un'altezza di h metri è B casca da 2 h metri. Sè A tocca a terra cù una velocità di vm/s, tandu l'uggettu B toccarà a terra cù un'energia cinetica di….

A. 2 mv2

B. mv2

C. 3/4 mv2

D. 1/2 mv2

E. 1/4 mv2

Discussione

A velocità finale di l'ughjettu B chì cade liberamente da un'altezza di 2h hè:

v2 = 2 g (2h) = 4 gh

L'energia cinetica di l'ughjettu B hè:

EKB = ½ mv2 = ½ m (4 gh) = 2 mgh —– Equazione 1

L'energia meccanica iniziale di l'ughjettu B hè l'energia putenziale gravitazionale = mg h. L'energia meccanica finale di l'ughjettu B hè l'energia cinetica = ½ mv.2.

Legge di cunservazione di l'energia meccanica :

mgh = ½ mv2.

Karena mgh = ½ mv2 tandu pudemu rimpiazzà mgh in l'equazione 1 cù ½ mv2.

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Energia cinetica di l'ughjettu B = 2 mgh = 2 (½ mv)2) = mv2

A risposta curretta hè B.

3. Fighjate l'imagine quì sottu! Un ughjettu casca liberamente da un'altezza di 20 m. Sè l'accelerazione di gravità hè 10 m/s, tandu a velocità di l'ughjettu quandu hè à 15 m da a terra hè….

A. 2 m/sEsempiu di Energia Meccanica Quistione 2

B. 5 m/s

C. 10 m/s

D. 15 m/s

E. 20 m/s

Discussione

Energia meccanica finale = energia meccanica iniziale

L'energia cinetica di l'ughjettu à u puntu 2 = riduzione di l'energia putenziale gravitazionale di 5 metri

½ mv2 = mgh

½ v2 = (10)(20-15)

½ v2 = (10)(5)

½ v2 = 50

v2 = (2)(50)

v2 = 100

v = 10 m/s

A risposta curretta hè C.

4. Un bloccu hè tenutu in cima di un pianu inclinatu cum'è mostratu in a figura. Quandu hè liberatu, u bloccu scorri senza attritu longu a pendenza. A velocità di u bloccu quandu ghjunghje à u fondu di a pendenza hè...

A. 6 ms-1Esempiu di Energia Meccanica Quistione 3

B. 8 ms-1

C. 10 ms-1

D. 12 ms-1

E. 16 ms-1

Discussione

Energia meccanica iniziale = energia putenziale gravitazionale = mgh = m (10)(5) = 50 m

Energia meccanica finale = energia cinetica = 1/2 mv2

A lege di cunservazione di l'energia meccanica dice chì l'energia meccanica iniziale = energia meccanica finale.

EMo = EMt

50 m = 1/2 mv2

50 = 1/2 v2

2 (50) = v2

100 = v2

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v = 10 m/s

A risposta curretta hè C.

5. Un bloccu cù una massa di m kg hè liberatu da un'altezza di h metri sopra a terra cum'è mostratu in a figura. U rapportu trà l'energia putenziale (EP) è l'energia cinetica (EK) quandu hè à u puntu M hè….

A. 1 : 3 Esempiu di Energia Meccanica Quistione 4

B. 1 : 2

C. 2 : 1

D. 2 : 5

E. 3 : 7

Discussione

Energia putenziale gravitazionale à u puntu M:

EPM = mg (0,3 h)

Energia cinetica à u puntu M = riduzione di l'energia putenziale gravitazionale di h-0,3h = 0,7 h

EKM = EP = mg (0,7 h)

U rapportu trà l'energia putenziale gravitaziunale è l'energia cinetica à u puntu M hè:

EPM : EKM

mg (0,3 ore) : mg (0,7 ore)

0,3: 0,7

3: 7

A risposta curretta hè E.

6. Fighjate l'imagine di l'ughjettu A chì casca liberamente da u puntu P quì sottu!

Sè EPQ è EKQ ognuna hè l'energia putenziale è l'energia cinetica à u puntu Q (g = 10 m/s2), tandu EPQ : EKQ hè….

A. 16 : 9Esempiu di Energia Meccanica Quistione 5

B. 9 : 16

C. 3 : 2

D. 2 : 3

E. 2 : 1

Discussione

Energia putenziale gravitazionale à u puntu Q:

EPQ = mgh = (m)(10)(1,8) = 18 m

Energia cinetica à u puntu Q = riduzione di l'energia putenziale gravitazionale di 5-1,8 = 3,2 metri

EKQ = EP = mgh = m (10)(3,2) = 32 m

U rapportu trà l'energia putenziale gravitaziunale è l'energia cinetica à u puntu Q hè:

EPQ : EKQ

18 metri : 32 metri

18: 32

9: 16

Fonte di a dumanda:

Dumande di Fisica di l'Esame Naziunale per u Liceu / Liceu Prufessiunale

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