Formlen for loven om bevarelse af mekanisk energi, potentiel energi af en fjeder, simple maskiner

Eksempelspørgsmål og formler til loven om bevarelse af mekanisk energi, potentiel energi af en fjeder, simple maskiner

Lov om bevarelse af mekanisk energi

1. Et objekt har konstant mekanisk energi, stigende kinetisk energi og faldende tyngdekraftspotentiel energi. Objektet er i en tilstand af….

1. diam
2. ryk op
3. bevæg dig ned
4. accelereret opadgående bevægelse

Diskussion
Jo større den kinetiske energi er, desto større er objektets hastighed, og jo mindre den potentielle gravitationsenergi er, desto lavere er objektets højde over jorden. Dette sker, når et objekt bevæger sig fra en bestemt højde ned mod jorden.

Forholdet mellem hastighed og kinetisk energi vises ved den kinetiske energiformel:
EK = ½ mv²
Formelbeskrivelse: EK = kinetisk energi, m = masse, v = hastighed

Forholdet mellem højde og gravitationel potentiel energi vises ved hjælp af formlen for gravitationel potentiel energi:
EP = mgh
Formelbeskrivelse: EP = potentiel energi i formlen, m = masse, g = gravitationsacceleration, h = højde
Det rigtige svar er C.

Simpel maskine
2. Forholdet mellem længderne a og b i skematisk diagram af en simpel maskine er a : b = 1 : 2,2. Den minimale kraft F, der skal bruges til at løfte en last B, der vejer 330 Newton, er…. Newton

1. 100
2. 150
3. 2200
4. 7260

Diskussion
Det er kendt, at:
Længde a = lastarm (l_B) = 1
Længde b = kraftarm (l_F) = 2,2
Lastens vægt (w) = 330 Newton
Spurgte: Vekselkraft (F)
Svar:
Formlen for den mekaniske fordel ved en simpel løftestangsmaskine:
KM = w / F = l_F / l_B
Information :
KM = mekanisk fordel, w = tyngdekraft, F = gearing, l_F = kraftarm, l_B = lastarm
 
w / F = l_F / l_B
330 / F = 2,2 / 1
330 / F = 2,2
330 / 2,2 = F
F = 150 Newton
Det rigtige svar er B.

3. Se på billedet ved siden af. En elev bevæger en genstand fra punkt A til punkt B med en kraft F som vist på billedet. Hvis friktionen mellem genstanden og pladen ignoreres, er den mekaniske fordel ved aktiviteten….

1. 4
2. 5/3
3. 5/4
4. 3/4

Diskussion
Det er kendt, at:
Højden af ​​det skrå plan (y) = 4 meter – 1 meter = 3 meter
Længde af fladt område (x) = 4 meter
Spurgte: Mekanisk fordel (MC) af et skrånende plan
Svar:
Beregn længden af ​​det skråplan ved hjælp af den pythagoræiske formel:
R = √3²+4² = √9+16 = √25 = 5 meter
Mekaniske fordele ved et skråplan:
KM = R / y
KM = 5 meter / 3 meter
KM = 5/3
Det rigtige svar er B.

Forårspotentiel energi

4. En udspringsarena bruger en fjederbelastet base til at give atleten et opadgående tryk for at starte springet. Når en atlet hopper op på den med en kraft på 500 N, forkortes fjederen med 4 cm. Mængden af ​​potentiel energi, som fjederen leverer til at drive atleten fremad, er….

1. 20 joule
2. 10 joule
3. 5 joule
4. 2 joule

Diskussion
Det er kendt, at:
Kraft (F) = 500 N
Ændring i fjederlængde (Δx) = 4 cm = 0,04 m
Spurgte: Forårets potentielle energi
Svar:
Beregn først fjederens elasticitetskonstant ved hjælp af Hookes lovformel:
k = F / Δx = 500 N / 0,04 m = 12500 N/m
Fjederens elastiske potentielle energi er:
EP = ½ k Δx² = ½ (12500)(0,04)² = (6250)(0,0016)
EP = 10 Joule
Det rigtige svar er B.

Spørgsmålskilde:

Spørgsmål til OSN i fysik på ungdomsskolen