9 eksempler på forretningsspørgsmål
1. En kraft på 20 Newton påføres en blok, indtil blokken bevæger sig en afstand på 2 meter. Arbejdet udført af kraften F på blokken er…
Diskussion
Det er kendt :
Kraft (F) = 20 N
Forskydning (s) = 2 meter
Vinkel = 0 (kraftens retning er den samme som forskydningens retning, eller kraftens retning falder sammen med forskydningens retning, således at vinklen dannet af kraften og forskydningen er nul)
Spurgte Indsats (W)
Jawab :
Catatan:
Hvis kraftens retning er den samme som forskydningens retning, beregnes arbejdet ved hjælp af formlen W = F/s, uden at cos skal lægges til. teta.
2. En genstand står stille på en glat gulvoverflade. Genstanden påvirkes af en kraft F = 10 N, hvilket danner en vinkel på 30°.o mod gulvoverfladen. Hvis objektet bevæger sig 1 meter, hvor meget arbejde udfører kraften F så på objektet?
Diskussion
Det er kendt :
Kraft (F) = 10 Newton
Kraften i forskydningsretningen (Fx) = F cos 30o = (10)(0,5√3) = 5√3 Newton
Forskydning (s) = 1 meter
Spurgte : indsats (W) ?
Jawab :
W = Fx s = (5√3)(1) = 5√3 Joule
3. En genstand med en masse på 1 kg falder frit fra en højde på 2 meter. Hvis tyngdeaccelerationen er 10 m/s2, bestem det arbejde, som tyngdekraften udfører på objektet!
Diskussion
Det er kendt :
Objektets masse (m) = 1 kg
Højde (h) = 2 meter
Tyngdeacceleration (g) = 10 m/s2
Spurgte Arbejde udført af tyngdekraften på et objekt (W)
Jawab :
Retningen af tyngdekraften eller vægten (w) er lodret nedad, retningen af objektets forskydning (s) er også lodret nedad, således at tyngdekraften er i samme retning som objektets forskydning.
W = F s = wh = mgh
W = (1)(10)(2) = 20 Joule
4. En fjeder er ophængt med en belastning på 1 kg, således at fjederen øges i længde med 2 cm. Hvis tyngdeaccelerationen er 10 m/s2, bestem (a) fjederkonstanten (b) det arbejde, som fjederen udfører på lasten
Diskussion
Det er kendt :
Masse (m) = 1 kg
Tyngdeacceleration (g) = 10 m/s2
Forøgelse af fjederens længde (x) = 2 cm = 0,02 meter
Spurgte fjederkonstant og arbejde udført af fjederkraften
Jawab :
(a) Fjederkonstant
Hookes lovformel :
F = kx.
Vend denne formel om for at beregne fjederkonstanten:
k = F / x = w / x = mg / x
k = (1)(10) / 0,02 = 10 / 0,02
k = 500 Newton/meter
(b) Arbejde udført af fjederkraften
W = – ½ kx2
W = – ½ (500)(0,02)2
W = – (250)(0,0004)
W = -0,1 Joule
Det arbejde, som fjederkraften udfører på lasten, er negativt, fordi fjederkraftens retning er modsat retningen af lastens forskydning.
5. En kasse, der stadig står på gulvet, accelereres med en kraft på 10 N, så kassen bevæger sig en afstand på 2 meter. Hvis trykkraften er i samme retning som kassens forskydning, og kassen påvirkes af en kinetisk friktionskraft på 2 Newton, så er det samlede arbejde, der udføres på kassen...
Diskussion
Det er kendt :
Kraft (F) = 10 Newton
Kinetisk friktionskraft (Fk) = 2 Newton
Forskydning (s) = 2 meter
Spurgte Samlet indsats (Walt)
Jawab :
Arbejde udført af kraft (F):
W1 = Fs cos 0 = (10)(2)(1) = 20 Joule
Arbejdet udført af den kinetiske friktionskraft (Fk):
W2 =Fk s = (2)(2)(cos 180) = (2)(2)(-1) = -4 Joule
Den samlede indsats er:
Walt =W1 - W2
Walt = 20 - 4
Walt = 16 Joule
6. En genstand med en masse på 5 kg er 10 meter over Jordens overflade. Tyngdeaccelerationen er 10 m/s -2 . Den mængde arbejde, der kræves for at flytte genstanden til en højde på 15 meter over Jordens overflade, er...
A. . 75 Joule
B. . 250 Joule
C. . 500 Joule
D. . 750 Joule
E. 1.250 joule
Diskussion
Det er kendt, at:
Objektets masse (m) = 5 kg
Højde (h) = 10 meter
Tyngdeacceleration (g) = 10 m/ s²
Spørgsmål: Forsøg på at flytte en genstand til en højde af 15 meter
Svar:
Kraften til at bevæge et objekt er mindst lig med tyngdekraften, der virker på objektet.
Formlen for det arbejde, der udføres af tyngdekraften:
W = wh = mgh
Beskrivelse: W = kraft, w = tyngdekraft, h = højde, m = masse, g = tyngdeacceleration
Formlen for det udførte arbejde er:
W = wh = mgh = (5 kg)(10 m/s² ) (10 m) = 500 kg m² / s² = 500 joule
Det rigtige svar er C.
7. En genstand med en masse på 2 kg bevæger sig på en glat overflade med en hastighed på 2 m/s –1 . Få øjeblikke senere bevæger genstanden sig med en hastighed på 5 m/s –1 . Arbejdet udført på genstanden i dette tidsinterval er…
A. 4 Joule
B. 9 joule
Ca. 15 joule
D. 21 joule
E. 25 joule
Diskussion
Det er kendt, at:
Objektets masse (m) = 2 kg
Starthastighed (v o ) = 2 ms –1
Sluthastighed (vt ) = 5 ms –1
Spørgsmål: Det arbejde, der udføres på objektet i løbet af tidsintervallet
Svar:
Sætningen om arbejde og kinetisk energi siger, at det samlede arbejde, der udføres på et objekt, er lig med ændringen i objektets kinetiske energi. Matematisk set:
W = ΔEK = EK 2 – EK 1 = 1/2 mv t 2 – 1/2 mv o 2 = 1/2 m (v t 2 – v o 2 ) = 1/2 (2)(5 2 -2 2 ) = (1)(25-4) = 21 Joule
8. Et bord med en masse på 10 kg hviler indledningsvis på et glat gulv, skubbes i 3 sekunder og bevæger sig i en lige linje med en acceleration på 2 m/s⁻² . Mængden af udført arbejde er…
A. 20 Joule
B. 30 joule
Ca. 60 joule
D. 180 joule
E. 360 joule
Diskussion
Det er kendt, at :
Masse (m) = 10 kg
Starthastighed (v o ) = 0 (bordet står i starten stille)
Tidsinterval (t) = 3 sekunder
Acceleration (a) = 2 m/ s²
Spurgt : indsats (W)?
Svar :
Beregn først den tilbagelagte afstand ved hjælp af GLBB-formlen:
s = v o t + ½ ved 2 = (0)(3) + ½ (2)(3) 2
s = 0 + (1)(9) = 9
Arbejde udført på bordet:
W = F s = (ma)(s) = (10)(2)(9) = 180 joule
Det rigtige svar er D.
9. En blok med en masse på 1,5 kg skubbes opad af en konstant kraft F = 15 N på et skrånende plan som vist på figuren. Antag, at tyngdeaccelerationen (g) er 10 ms -2 , og at friktionen mellem blokken og det skrånende plan er nul. Det samlede arbejde, der udføres på blokken, er…
A. 15 J
B. 30 J
C. 35 J
D. 45 J
E. 50 J
Diskussion
Det er kendt, at :
Blokmasse (m) = 1,5 kg
Tyngdeacceleration (g) = 10 m/ s²
Blokkens vægt (w) = mg = (1,5)(10) = 15 Newton
Trykkraft (F) = 15 Newton
Spørgsmål : samlet arbejde udført på blokken (W)?
Svar :
Der er to kræfter, der udfører arbejde på blokken; kraften parallelt med blokkens forskydning, nemlig trykkraften (F), og blokkens vægt parallelt med overfladen af det skrånende plan (wx ).
Arbejdet udført af den skubbende kraft er:
W1 = Fs = (15 N)(2 m) = 30 N m = 30 joule
Arbejde udført af tyngdekraften wx:
W² = w x s = (w sin 30 o )(2 m) = (15 N)(1/2)(2 m) = 15 N m = 15 joule
Samlet udført arbejde på blokken:
W i alt = W 1 – W 2 = 30 J – 15 J = 15 joule
Det rigtige svar er A.