Gravitationspotentiel energi – problemer og løsninger

1. Et frit fald på 1 kg fra hvile, fra en højde på 10 m.

Bestemme:

( a) Arbejde udført af tyngdekraften

(b) Ændringen i gravitationspotentiel energi

Tyngdeacceleration (g) = 10 m/ ^s²

Kendt:

Masse (m²) = 1 kg

Højde (h) = 10 m

Tyngdeacceleration (g) = 10 m/ ^s²

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

opløsning:

(a) Arbejde udført af tyngdekraften

W = wh = mgh

W = (1)(10)(10) = 100 Joule

(b) Ændringen i gravitationspotentiel energi

Ændringen i gravitationspotentiel energi er lig med det arbejde, der udføres af tyngdekraften.

ΔEP = 100 joule

[irp]

2. En genstand på 10 N glider ned på det glatte, skrånende plan langs 2 meter. Bestem det arbejde, der udføres af vægtkraften!

Kendt:

vægt (w) = 10 N

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

d = 2 m

Tyngdeacceleration (g) = 10 m/ ^s²

Ønsket: arbejde udført af vægtkraft

opløsning:

W = F d = b _x d = (5)(2) = 10 joule

Alternativ løsning:

Sin 30 ^o = h / d

0.5 = t / 2

h = (0.5)(2)

h = 1m

Arbejde udført af vægtkraft;

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

[irp]

3. En genstand på 1,500 gram i 20 meters højde falder frit til jorden. Hvad er genstandens potentielle gravitationsenergi? Tyngdeaccelerationen er 10 m/ ^s².

Kendt:

Tyngdeacceleration (g) = 10 m/ ^s²

Masse (m) = 1500 gram = 1500/1000 kilogram = 1.5 kilogram

Højde (h) = 20 meter

Ønskes: Den gravitationelle potentielle energi

opløsning:

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

4. Baseret på figuren nedenfor, hvis massen af ​​objekt 1 er 2 kg og massen af ​​objekt 2 er 4 kg, er sammenligningen af ​​den potentielle energi for objekt 1 og objekt 2 …..

Kendt:

Masse af objekt 1 (m₁) = 2 kilogram

Masse af objekt 2 (m² ₎ = 4 kilogram

Højde 1 (h² ₎ = 12 meter

Højde 2 (h² ₎ = 9 meter

Ønsket: Sammenligning af potentiel energi for objekt 1 og objekt 2

opløsning:

PE = mgh

m = masse (den internationale enhed er kilogram, forkortet kg)

g = tyngdeacceleration (den internationale enhed er meter per sekund i anden, forkortet m/ ^s² )

h = højde (den internationale enhed er meter, forkortet m)

PE = gravitationel potentiel energi (den internationale enhed er kg m² ^/ s² ^eller Joule)

Den potentielle gravitationsenergi for objekt 1:

EP ₁ = m ₁ gh ₁ = (2)(g)(12) = 24 g

Den potentielle gravitationsenergi for objekt 2:

EP2 = m2gh2 _{= ( 4} )(g) ( 9) = 36 _g

Sammenligning af den potentielle energi for objekt 1 og objekt 2:

PE ₁ : PE ₂

24 g: 36 g

24: 36

24/12 : 36/12

2: 3

[wpdm_package id='1175′]

1. Problemer og løsninger på arbejde udført med kraft
2. Problemer med arbejde-kinetisk energi og løsninger
3. Problemer og løsninger med principper for arbejde og mekanisk energi
4. Problemer med potentiel energi fra gravitationsveje og løsninger
5. Problemer og løsninger med den potentielle energi af elastiske fjedre
6. Strømproblemer og løsninger
7. Anvendelse af bevarelse af mekanisk energi til frit fald
8. Anvendelse af bevarelse af mekanisk energi til op- og nedadgående bevægelse i frit fald
9. Anvendelse af bevarelse af mekanisk energi til bevægelse på en buet overflade
10. Anvendelse af bevarelse af mekanisk energi til bevægelse på et skrånende plan
11. Anvendelse af bevarelse af mekanisk energi til projektilbevægelse