8 Beispiele für potenzielle und kinetische Energie
1. Schau dir das Bild unten an!
Objekt A hat eine Masse von 1.500 Gramm und befindet sich in der im Bild gezeigten Position. Nach einer Weile fällt das Objekt zu Boden. Potenzielle Energie das größte Objekt A
ist... (Es ist bekannt, dass g Erde = 10 m/s² ist.)2)
A. 15 Joule
B. 200 Joule
C. 300 Joule
D. 30.000 Joule
Diskussion
Es ist bekannt, dass:
Nennen Sie alle Einheiten im internationalen System
Erdbeschleunigung (g) = 10 m/ s²
Masse des Objekts (m) = 1500 Gramm = 1500/1000 Kilogramm = 1,5 Kilogramm
Höhe (h) = 20 Meter
Frage: Potentielle Energie von Objekt A
Antwort:
Objekt A hat die größte potenzielle Energie, wenn es sich an seinem höchsten Punkt befindet, der 20 Meter über der Erdoberfläche liegt, und die kleinste potenzielle Energie, wenn sich das Objekt auf der Erdoberfläche befindet.
Die potenzielle Energie eines Objekts wird mithilfe der Formel für die potenzielle Energie im Gravitationsfeld berechnet:
EP = mgh = (1,5 kg)(10 m/s² ) (20 m) = 300 kg m² / s² = 300 Joule
Die richtige Antwort ist C.
2. Eine Kugel mit einer Masse von 10 Gramm bewegt sich mit einer Geschwindigkeit von 100 m/s. Die kinetische Energie der Kugel beträgt…..
A. 50 Joule
B. 1.000 Joule
C. 10.000 Joule
D. 50.000 Joule
Diskussion
Es ist bekannt, dass:
Masse des Geschosses (m) = 10 Gramm = 10/1000 Kilogramm = 1/100 Kilogramm = 0,01 Kilogramm
Geschossgeschwindigkeit (v) = 100 Meter/Sekunde
Frage: Kinetische Energie des Geschosses
Antwort:
Die kinetische Energie des Geschosses wird mithilfe der Formel für die kinetische Energie berechnet:
EK = 1/2 mv 2
EK = 1/2 (0,01 kg)(100 m/s) 2
EK = 1/2 (0,01 kg)(10.000 m 2 /s 2 )
EK = (0,01 kg)(5000 m 2 /s 2 )
EK = 50 kg m 2 /s 2
EK = 50 Joule
Die richtige Antwort ist A.
3. Auto A und Auto B haben die gleiche Masse. Beide Autos bewegen sich mit unterschiedlicher kinetischer Energie. Wenn das Verhältnis der kinetischen Energie von Auto A zur kinetischen Energie von Auto B 4:9 beträgt, dann ist das Verhältnis der Geschwindigkeit von Auto A zur Geschwindigkeit von Auto B …
A. 2 : 3
B. 3 : 2
C. 4 : 9
D. 9 : 4
Diskussion
Es ist bekannt, dass:
Die kinetische Energie von Auto A (EKA) = 4
Die kinetische Energie von Auto B (EKB) = 9
Masse des Autos A (mA) = Masse des Autos B (mB) = m
Frage: Wie schnell ist Auto A im Vergleich zu Auto B?
Antwort:
Angenommen, die Masse von Auto A ist gleich der Masse von Auto B = m = 1
Kinetische Energie von Auto A:
EK = ½ mv2 —-> Formel für kinetische Energie
4 = ½ (1) v2
(2)(4) = v2
vA = √(2)(4)
Kinetische Energie von Auto B:
EK = ½ mv2 —-> Formel für kinetische Energie
9 = ½ (1) v2
(2)(9) = v2
vB = √(2)(9)
Vergleich der Geschwindigkeit von Auto A und Auto B:
vA :vB
√(2)(4) : √(2)(9)
2√2 : 3√2
2: 3
Die richtige Antwort ist A.
4. Zwei Objekte A und B haben die gleiche Masse. Objekt A bewegt sich mit einer kinetischen Energie von 4 J und Objekt B mit einer kinetischen Energie von 16 J. Das Verhältnis der Geschwindigkeiten von Objekt A und B beträgt….
A. 1 : 2
B. 1 : 4
C. 2 : 1
D. 4 : 1
Diskussion
Es ist bekannt, dass:
Die kinetische Energie des Objekts A (EKA) = 4 Joule
Die kinetische Energie des Objekts B (EKB) = 16 Joule
Masse des Objekts A (mA) = Masse des Objekts B (mB) = m
Frage: Vergleich der Geschwindigkeit von Objekt A mit der Geschwindigkeit von Objekt B
Antwort:
Angenommen, die Masse von Objekt A ist gleich der Masse von Objekt B = m = 1
Kinetische Energie des Objekts A:
EK = ½ mv2 —-> Formel für kinetische Energie
4 = ½ (1) v2
(2)(4) = v2
vA = √(2)(4)
Kinetische Energie des Objekts B:
EK = ½ mv2 —-> Formel für kinetische Energie
16 = ½ (1) v2
(2)(16) = v2
vB = √(2)(16)
Vergleich der Geschwindigkeit von Auto A und Auto B:
vA :vB
√(2)(4) : √(2)(16)
2√2 : 4√2
2: 4
1: 2
Die richtige Antwort ist A.
5. Zwei Objekte gleicher Masse bewegen sich. Das Verhältnis der kinetischen Energie des ersten und des zweiten Objekts beträgt 1:4. Das Verhältnis der Geschwindigkeit des ersten Objekts zur Geschwindigkeit des zweiten Objekts beträgt….
A. 1 : 2
B. 1 : 4
C. 2 : 1
D. 4 : 1
Diskussion
Es ist bekannt, dass:
Die kinetische Energie des ersten Objekts (EK)1) = 1
Die kinetische Energie des zweiten Objekts (EK)2) = 4
Masse des ersten Objekts (m1) = Masse des zweiten Objekts (m2) = m
Frage: Vergleich der Geschwindigkeit des ersten Objekts mit der Geschwindigkeit des zweiten Objekts
Antwort:
Angenommen, die Masse des ersten Objekts ist gleich der Masse des zweiten Objekts = m = 1
Kinetische Energie des ersten Objekts:
EK = ½ mv2 —-> Formel für kinetische Energie
1 = ½ (1) v2
(2)(1) = v2
2 = v2
vA = √2
Kinetische Energie des zweiten Objekts:
EK = ½ mv2 —-> Formel für kinetische Energie
4 = ½ (1) v2
(2)(4) = v2
vB = √(2)(4)
Vergleich der Geschwindigkeit von Auto A und Auto B:
v1 :v2
√2 : √(2)(4)
√2 : 2√2
1: 2
Die richtige Antwort ist A.
6. Ein Block gleitet mit konstanter Geschwindigkeit auf einer schiefen Ebene. Die dabei stattfindende Energieumwandlung ist…
A. potenzielle Energie → kinetische Energie
B. Kinetische Energie → Potentielle Energie
C. potenzielle Energie → thermische Energie
D. kinetische Energie → thermische Energie
E. thermische Energie → kinetische Energie
Diskussion
Wenn ein Block eine geneigte Fläche von oben nach unten hinuntergleitet, wird die potenzielle Energie der Schwerkraft in kinetische Energie umgewandelt.
Die richtige Antwort ist A.
Schau dir den Schaltkreis im Bild an.
7. Ein mathematisches Pendel erhält eine Anfangsauslenkung und schwingt anschließend harmonisch, wie in der Abbildung dargestellt. Wenn der Bezugspunkt für die Messung der potenziellen Energie Punkt C ist, welche Aussage ist dann korrekt?
(1) Die kinetische Energie des Pendels im Punkt A' ist gleich der kinetischen Energie des Pendels im Punkt B'.
(2) Die potenzielle Energie des Pendels im Punkt A' ist gleich der potenziellen Energie des Pendels im Punkt B'.
(3) Die Differenz der kinetischen Energie des Pendels an den Punkten A' und A ist gleich der Differenz der potenziellen Energie des Pendels an den Punkten B' und B.
(4) Die Geschwindigkeit des Pendels im Punkt A' ist gleich der Geschwindigkeit des Pendels im Punkt B.
Diskussion
Die korrekten Aussagen sind 1, 2 und 3.
8. Schau dir das Bild an!
Die kinetische Energie eines Objekts im Punkt B beträgt 100 J. Wenn die Masse des Objekts 2,5 kg beträgt, dann ist die kinetische Energie des Objekts beim Aufprall auf den Boden im Punkt C…
A. 350 J
B. 250 J
C. 150 J
D. 100 J
Diskussion
Die kinetische Energie des Objekts beim Erreichen des Punktes B:
EP = mgh = (2,5)(10)(4) = 100 Joule
Die kinetische Energie des Objekts beim Erreichen des Punktes C:
EP = mgh
EP = (2,5)(10)(4 + 6)
EP = (2,5)(10)(10)
EP = 250 Joule
Die richtige Antwort ist B.
Fragequelle:
Nationale Prüfungsfragen für Naturwissenschaften an der Junior High School/Islamischen Junior High School
SBMPTN Physikfragen
