La formulo por la leĝo de konservo de mekanika energio, potenciala energio de risorto, simplaj maŝinoj

Ekzemplaj demandoj kaj formuloj por la leĝo de konservo de mekanika energio, potenciala energio de risorto, simplaj maŝinoj

Leĝo de konservo de mekanika energio

1. Objekto havas konstantan mekanikan energion, kreskantan kinetan energion kaj malkreskantan gravitan potencialan energion. La objekto estas en stato de….

1. diam
2. supreniri
3. moviĝu malsupren
4. moviĝante supren akcelita

Diskuto
Ju pli granda estas la kineta energio, des pli granda estas la rapido de la objekto, kaj ju pli malgranda estas la gravita potenciala energio, des pli malalta estas la alto de la objekto super la grundo. Tio okazas kiam objekto moviĝas de certa alto malsupren al la grundo.

La rilato inter rapido kaj kineta energio estas montrita per la formulo de kineta energio:
EK = ½ mv²
Formulpriskribo: EK = kineta energio, m = maso, v = rapido

La rilato inter alto kaj gravita potenciala energio estas montrita per la formulo de gravita potenciala energio:
EP = mgh
Formulpriskribo: EP = gravita potenciala energio, m = maso, g = gravita akcelo, h = alto
La ĝusta respondo estas C.

Simpla maŝino
2. La proporcio de longo a kaj b en la skemdiagramo de simpla maŝino estas a : b = 1 : 2,2. La minimuma valoro de forto F por levi ŝarĝon B pezantan 330 Njutonojn estas... Njutono.

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

Diskuto
Estas konate, ke:
Longo a = ŝarĝobrako (l_B) = 1
Longo b = fortobrako (l_F) = 2,2
La pezo de la ŝarĝo (w) = 330 Neŭtonoj
Demandis: Levilforto (F)
Respondo:
La formulo por la mekanika avantaĝo de simpla levilo-maŝino:
KM = w / F = l_F / l_B
Informoj:
KM = mekanika avantaĝo, w = gravito, F = levilforto, l_F = fortobrako, l_B = ŝarĝobrako
 
w / F = l_F / l_B
330 / F = 2,2 / 1
330 / F = 2,2
330 / 2,2 = F
F = 150 Neŭtonoj
La ĝusta respondo estas B.

3. Rigardu la bildon flanke. Studento movas objekton de punkto A al punkto B per forto F kiel montrite en la bildo. Se oni ignoras la frotadon inter la objekto kaj la tabulo, tiam la mekanika avantaĝo de la agado estas….

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

Diskuto
Estas konate, ke:
La alto de la dekliva ebeno (y) = 4 metroj – 1 metro = 3 metroj
Longo de ebena areo (x) = 4 metroj
Demandis: Mekanika avantaĝo (MC) de dekliva ebeno
Respondo:
Kalkulu la longon de la dekliva ebeno uzante la pitagoran formulon:
R = √3²+4² = √9+16 = √25 = 5 metroj
Mekanikaj avantaĝoj de dekliva ebeno:
KM = R / y
KM = 5 metroj / 3 metroj
KM = 5/3
La ĝusta respondo estas B.

Printempa Potenciala Energio

4. Plonĝejo uzas risort-ŝarĝitan bazon por provizi suprenpuŝon por ke la atleto komencu la salton. Kiam atleto saltas sur ĝin kun forto de 500 N, la risorto mallongiĝas je 4 cm. La kvanto de potenciala energio provizita de la risorto por propulsi la atleton estas….

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

Diskuto
Estas konate, ke:
Forto (F) = 500 N
Ŝanĝo en printempa longo (Δx) = 4 cm = 0,04 m
Demandis: Potenciala energio de printempo
Respondo:
Unue, kalkulu la elastan konstanton de la risorto uzante la formulon de la leĝo de Hooke:
k = F / Δx = 500 N / 0,04 m = 12500 N/m
La elasta potenciala energio de la risorto estas:
EP = ½ k Δx² = ½ (12500)(0,04)² = (6250)(0,0016)
EP = 10 Ĵuloj
La ĝusta respondo estas B.

Fonto de demando:

Demandoj pri Fiziko en Mezlernejo (OSN)