Παραδείγματα ερωτήσεων σχετικά με τη Μηχανική Ενέργεια

6 Contoh soal Energi Mekanik

Teorema usaha-energi mekanik

1. Δώστε προσοχή στην εικόνα εκτόπισμα balok sebagai berikut! Anggap g = 10 m/s2. Jika koefisien gesekan kinetik antara balok dan lantai μk = 0,5, maka nilai perpindahan benda (s) adalah ….

Α. 5,00 μ.Contoh soal Energi Mekanik 1

Β. 4,25 μ.

Γ. 3,00 μ.

Δ. 2,50 μ.

Α. 2,00 μ.

Συζήτηση

Είναι γνωστό :

Συντελεστής κινητικής τριβής (μk) = 0,5

Μάζα μπλοκ (m) = 4 kg

Επιτάχυνση λόγω βαρύτητας (g) = 10 m/s2

Βάρος μπλοκ (w) = mg = (4)(10) = 40 Newton

Jika balok berada di atas permukaan bidang datar maka gaya normal (N) = gaya berat (w) = 40 Newton.

Αρχική ταχύτητα (v1) = 5 m/s

Τελική ταχύτητα (v2) = 0 m/s

Ερωτηθείς : perpindahan benda (s) ?

Jawab :

Teorema usaha-energi mekanik menyatakan bahwa usaha (W) yang dilakukan oleh gaya tak konservatif sama dengan perubahan energi mekanik benda atau energi mekanik akhir (EM2) – energi mekanik awal (EM1). Gaya gesek kinetis termasuk gaya tak konservatif dan satu-satunya gaya tak konservatif yang bekerja pada balok adalah gaya gesek kinetis.

W= ΔEM

fk s = EM2 – ΗΜ1

Έργο που παράγεται από την κινητική τριβή:

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

Perubahan energi mekanik :

ΔEM = EM2 – ΗΜ1 = (EK + EP)2 – (EK + EP)1

ΔΙΑΒΑΣΤΕ ΕΠΙΣΗΣ  Βρασμός

Benda bergerak di atas permukaan bidang datar dan tidak mengalami perubahan ketinggian (Δh = 0) sehingga tidak ada perubahan energi potensial gravitasi (ΔEP = EP2 – ΕΚ1 = 0). Jadi perubahan energi mekanik hanya melibatkan perubahan energi kinetik.

ΔEM = EK2 – ΕΚ1 = ½ mV22 – ½ mV12 = ½ m (v22 - v12)

ΔEM = ½ (4)(02 - 52) = (2)(25) = 50

Perpindahan balok adalah :

W= ΔEM

20 δευτερόλεπτα = 50

s = 50 / 20 = 2,5 μέτρα

Η σωστή απάντηση είναι το Δ.

Νόμος διατήρησης της μηχανικής ενέργειας

2. Benda A dan B bermassa sama. Benda A jatuh dari ketinggian h meter dan B jatuh dari 2h meter. Jika A menyentuh tanah dengan kecepatan v m/s, maka benda B akan menyentuh tanah dengan energi kinetik sebesar….

A. 2 mv2

B. mv2

C. 3/4 mv2

D. 1/2 mv2

E. 1/4 mv2

Συζήτηση

Kelajuan akhir benda B yang jatuh bebas dari ketinggian 2h adalah :

v2 = 2 g (2 ώρες) = 4 gh

Energi kinetik benda B adalah :

EKB = ½ mV2 = ½ m (4 g h) = 2 m g h —– Persamaan 1

Energi mekanik awal benda B adalah energi potensial gravitasi = m g h. Energi mekanik akhir benda B adalah energi kinetik = ½ m v2.

Νόμος διατήρησης της μηχανικής ενέργειας :

mgh = ½ mv2.

Επειδή mgh = ½ mv2 maka kita dapat menggantikan m g h pada persamaan 1 dengan ½ m v2.

ΔΙΑΒΑΣΤΕ ΕΠΙΣΗΣ  Παραδείγματα ερωτήσεων που συζητούν την αποσύνθεση Άλφα (α)

Energi kinetik benda B = 2 m g h = 2(½ m v2) = mv2

Η σωστή απάντηση είναι η Β.

3. Perhatikan gambar di bawah ini! Sebuah benda jatuh bebas dari ketinggian 20 m. Jika percepatan gravitasi bumi 10 m/s, maka kecepatan benda pada saat berada 15 m di atas tanah adalah….

Α. 2 m/sContoh soal Energi Mekanik 2

Β. 5 m/s

Γ. 10 m/s

Δ. 15 m/s

Α. 20 m/s

Συζήτηση

Τελική μηχανική ενέργεια = αρχική μηχανική ενέργεια

Energi kinetik benda di titik 2 = pengurangan energi potensial gravitasi sejauh 5 meter

½ mV2 = mgh

½ v2 = (10)(20-15)

½ v2 = (10)(5)

½ v2 = 50

v2 = (2)(50)

v2 = 100

v = 10 m/s

Η σωστή απάντηση είναι η Γ.

4. Sebuah balok ditahan di puncak bidang miring seperti gambar. Ketika dilepas, balok meluncur tanpa gesekan sepanjang bidang miring. Kecepatan balok ketika tiba di dasar bidang miring adalah…

Α. 6 ms-1Contoh soal Energi Mekanik 3

Β. 8 ms-1

Γ. 10 ms-1

Δ. 12 ms-1

Ε. 16 ms-1

Συζήτηση

Energi mekanik awal = energi potensial gravitasi = m g h = m (10)(5) = 50 m

Energi mekanik akhir = energi kinetik = 1/2 m v2

Ο νόμος διατήρησης της μηχανικής ενέργειας ορίζει ότι αρχική μηχανική ενέργεια = τελική μηχανική ενέργεια.

EMo = ΕΜt

50 m = 1/2 mV2

50 = 1/2 v2

2 (50) = v2

100 = v2

ΔΙΑΒΑΣΤΕ ΕΠΙΣΗΣ  Παραδείγματα ερωτήσεων σχετικά με την απόσταση και τη μετατόπιση

v = 10 m/s

Η σωστή απάντηση είναι η Γ.

5. Sebuah balok bermassa m kg dilepaskan dari ketinggian h meter di atas tanah seperti pada gambar. Perbandingan energi potensial (EP) dan energi kinetik (EK) ketika berada di titik M adalah….

Α. 1:3 Contoh soal Energi Mekanik 4

Β. 1: 2

Γ. 2:1

Δ. 2: 5

Ε. 3:7

Συζήτηση

Energi potensial gravitasi di titik M :

EPM = mg (0,3 ώρες)

Energi kinetik di titik M = pengurangan energi potensial gravitasi sejauh h-0,3h = 0,7 h

EKM = EP = m g (0,7 h)

Perbandingan energi potensial gravitasi dan energi kinetik di titik M adalah :

EPM : ΕΚM

mg (0,3 ώρες): mg (0,7 ώρες)

0,3: 0,7

3: 7

Η σωστή απάντηση είναι η Ε.

6. Perhatikan gambar benda A yang jatuh bebas dari titik P berikut ini!

Jika EPQ dan EKQ masing-masing adalah energi potensial dan energi kinetik di titik Q (g = 10 m/s2), maka EPQ : ΕΚQ είναι….

Α. 16:9Contoh soal Energi Mekanik 5

Β. 9: 16

Γ. 3:2

Δ. 2: 3

Ε. 2:1

Συζήτηση

Energi potensial gravitasi di titik Q :

EPQ = m g h = (m)(10)(1,8) = 18 m

Energi kinetik di titik Q = pengurangan energi potensial gravitasi sejauh 5-1,8 = 3,2 meter

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

Perbandingan energi potensial gravitasi dan energi kinetik di titik Q adalah :

EPQ : ΕΚQ

18 μ. : 32 μ.

18: 32

9: 16

Πηγή ερώτησης:

Ερωτήσεις Φυσικής για Πανελλαδικές Εξετάσεις Λυκείου/Επαγγελματικού Λυκείου

Αφήστε ένα σχόλιο