۵ نمونه سوال از انرژی جنبشی و فیزیک
۱. خودرویی به جرم ۵۰۰۰ کیلوگرم در ابتدا ساکن است و سپس با سرعت ۲۰ متر بر ثانیه حرکت میکند. کل کار انجام شده روی خودرو را تعیین کنید...
پمباهاسان
شناخته شده است :
جرم (متر) = ۵۰۰۰ کیلوگرم
سرعت اولیه (v)o) = 0 متر بر ثانیه (در ابتدا ماشین ثابت است)
سرعت نهایی (v)t) = 20 متر بر ثانیه
پرسیده شد : کل تلاش
جواب :
قضیه کار-انرژی جنبشی بیان میکند که کل کار برابر است با تغییر در انرژی جنبشی. از نظر ریاضی:
کل تلاش:
Wجمع = ½ متر (vt2 - vo2)
Wجمع = ½ (5000)(202 - 02)
Wجمع = (2500)(400 – 0)
Wجمع = (2500)(400)
Wجمع = 1000.000
کل کار ۷۵۰۰۰ ژول است.
۲. جسمی به جرم ۱۰ کیلوگرم در ابتدا با سرعت ۵ متر بر ثانیه حرکت میکند. لحظهای بعد جسم با سرعت ۱۰ متر بر ثانیه حرکت میکند. کل کار انجام شده روی جسم را تعیین کنید.
پمباهاسان
شناخته شده است :
جرم جسم (متر) = ۱۶ کیلوگرم
سرعت اولیه (v)o) = 5 متر بر ثانیه
سرعت نهایی (v)t) = 10 متر بر ثانیه
پرسیده شد : کل تلاش
جواب :
کل تلاش:
کل کار ۷۵۰۰۰ ژول است.
۳. خودرویی به جرم ۲۰۰۰ کیلوگرم با سرعت افقی ۱۰ متر بر ثانیه در حال حرکت است. ناگهان راننده سرعت خودرو را به ۵ متر بر ثانیه کاهش میدهد. کار انجام شده توسط راننده روی خودرو ... است.
پمباهاسان
شناخته شده است :
جرم خودرو (متر) = ۲۰۰۰ کیلوگرم
سرعت اولیه (v)o) = 10 متر بر ثانیه
سرعت نهایی (v)t) = 5 متر بر ثانیه
پرسیده شد : کل تلاش
جواب :
کل تلاش:
کل کار ۷۵۰۰۰ ژول است.
علامت منفی به این معنی است که نیروی برآیند وارد بر خودرو در خلاف جهت جابجایی خودرو است. کار منفی نیز به این معنی است که انرژی جنبشی خودرو کاهش مییابد.
۴. خودرویی به جرم ۱ تن در ابتدا ساکن است. لحظهای بعد، با سرعت ۱۰ متر بر ثانیه حرکت میکند. مقدار کار انجام شده توسط موتور خودرو ... است.
الف. ۲۵۰ ژول
ب. ۸ ژول
ج. ۱۶ ژول
دی. ۴۸ ژول
E. 50.000 ژول
بحث:
شناخته شده است :
متر = ۱ تن = ۱۰۰۰ کیلوگرم، vo = ۸ متر بر ثانیه، ولتt = ۵۰ متر بر ثانیه
پرسیده شد :
تلاش (W) ?
جواب :
کار = تغییر انرژی جنبشی
تغییر در انرژی جنبشی :
= ½ متر (ولت)t2 - vo2) = ½ (1000)(100 – 0) = ½ (1000)(100) = 50.000 کیلوگرم بر متر مکعب2/s2 = ۴.۱۸۶ ژول
بنابراین W = 50.000 ژول
پاسخ صحیح E است.
۵. میزی به جرم ۱۰ کیلوگرم در ابتدا روی یک سطح صاف ساکن است، سپس به مدت ۱۰ ثانیه هل داده میشود تا با شتاب ۲ متر بر ثانیه در یک خط مستقیم حرکت کند.2... بزرگی تلاشی که رخ داد ...
الف. ۲۵۰ ژول
ب. ۸ ژول
ج. ۱۶ ژول
دی. ۴۸ ژول
E. 9000 ژول
بحث:
شناخته شده است :
متر = ۱۰ کیلوگرم، t = ۱۰ ثانیه، vo = 0، a = 2 متر بر ثانیه2بهt =؟
پرسیده شد :
تلاش (W) ?
جواب :
سرعت نهایی (v) را محاسبه کنیدt):
vt = ویo + در = 0 + (2)(10) = 20 متر بر ثانیه
کار = تغییر انرژی جنبشی
تغییر در انرژی جنبشی :
= ½ متر (ولت)t2 - vo2) = ½ (10)(400 – 0) = ½ (10)(400) = ½ (4000) = 2000 ژول
بنابراین W = 2000 ژول
جواب صحیح الف است.
