بزرگی گشتاور خالص - مشکلات و راه حل ها

۱. نیروی P به یک انتهای تیری به طول ۲ متر وارد می‌شود. بزرگی گشتاور چقدر است ؟ محور چرخش در نقطه A.

بزرگی گشتاور خالص - مشکلات و راه حل ها 1شناخته شده:

نیرو (F) = 10 نیوتن

طول AB (r AB ) = 2 متر

نیروی F عمود بر تیر است.

بازوی اهرم (l ) = r AB sin 90 o = (2 متر)(1) = 2 متر

مورد نظر: گشتاور حول محور چرخش

راه حل :

گشتاور:

τ = F l = (10 نیوتن)(2 متر) = 20 نیوتن متر

علامت مثبت به این دلیل است که پرتو در خلاف جهت عقربه‌های ساعت می‌چرخد.

[irp]

۲. طول تیر AB برابر با ۲ متر و بزرگی نیروی F برابر با ۱۰ نیوتن است. بزرگی گشتاور چقدر است؟ محور چرخش در نقطه A.

بزرگی گشتاور خالص - مشکلات و راه حل ها 2شناخته شده:

نیرو (F) = 10 نیوتن

طول AB (r AB ) = 2 متر

بازوی اهرم (l ) = r AB sin 60 o = (2 متر)(0.5 √3 ) = √3 متر

مورد نظر: گشتاور حول محور چرخش

راه حل :

گشتاور:

τ = F l = (10 نیوتن)( √3 متر) = 10 √3 نیوتن متر

علامت مثبت به این دلیل است که نیروی F باعث چرخش تیر در خلاف جهت عقربه‌های ساعت می‌شود.

[irp]

۳. طول یک تیر ۲ متر است. بزرگی نیروی F1 برابر با ۱۰ نیوتن و بزرگی نیروی F2 برابر با ۱۵ نیوتن است. گشتاور خالص حول مرکز تیر را تعیین کنید.

محور چرخش در مرکز پرتو.

بزرگی گشتاور خالص - مشکلات و راه حل ها 3شناخته شده:

نیروی ۱ (F1 ) = 10 نیوتن

فاصله بین F1 و مرکز تیر (r1 ) = 1 متر

بازوی اهرم 1 (l 1 ) = r 1 sin 90 o = (1 m)(1) = 1 m

نیروی F1 عمود بر تیر است.

نیروی ۱ (F2 ) = 15 نیوتن

فاصله بین F2 و مرکز تیر (r2 ) = 1 متر

نیروی F2 عمود بر تیر است.

بازوی اهرم 2 (l 2 ) = r 1 sin 90 o = (1 m)(1) = 1 m

مورد نظر: گشتاور خالص حول محور چرخش

راه حل :

گشتاور ۱:

τ 1 = F 1 l 1 = (10 نیوتن)( 1 متر) = 10 نیوتن متر

علامت مثبت به این دلیل است که نیروی F1 باعث چرخش تیر در خلاف جهت عقربه‌های ساعت می‌شود.

گشتاور ۱:

τ 2 = F 2 l 2 = (15 نیوتن) ( 1 متر) = -15 نیوتن

علامت منفی به این دلیل است که نیروی F2 باعث چرخش تیر در جهت عقربه‌های ساعت می‌شود.

گشتاور خالص:

Σ τ = τ 1 - τ 2 = 10 - 15 = - 5 نیوتن متر

علامت منفی به این دلیل است که پرتو در جهت عقربه‌های ساعت می‌چرخد.

[irp]

۴. طول تیر AB برابر با ۲ متر، بزرگی F1 برابر با ۱۰ نیوتن و بزرگی F2 برابر با ۱۰ نیوتن است. گشتاور خالص حول مرکز تیر را تعیین کنید.

بزرگی گشتاور خالص - مشکلات و راه حل ها 4محور چرخش در مرکز پرتو.

شناخته شده:

نیروی ۱ (F1 ) = 10 Nn

فاصله بین F1 و مرکز تیر (r1 ) = 1 متر

بازوی اهرم ۱ (l 1 ) = r 1 sin 60 o = (1 متر)(0.5 √3 ) = 0.5 √3 متر

نیروی ۱ (F2 ) = 10 نیوتن

فاصله بین F2 و مرکز تیر (r2 ) = 1 متر

نیروی F2 عمود بر تیر است.

بازوی اهرم 2 (l 2 ) = r 2 sin 90 o = (1 m)(1) = 1 m

مورد نظر: گشتاور خالص حول محور چرخش

راه حل :

گشتاور ۱:

τ 1 = F 1 l 1 = (10 نیوتن) ( 0.5 √3 متر) = 5 √3 = 8.7 نیوتن متر

علامت مثبت به این دلیل است که نیروی F1 باعث چرخش تیر در جهت عقربه‌های ساعت می‌شود.

گشتاور ۱:

τ 2 = F 2 l 2 = (10 نیوتن)( 1 متر) = -10 نیوتن متر

علامت منفی به این دلیل است که نیروی F2 باعث چرخش تیر در جهت عقربه‌های ساعت می‌شود.

گشتاور خالص:

Σ τ = τ 1 - τ 2 = 8.7 - 10 = - 1.3 Nm

علامت منفی به این دلیل است که نیروی خالص باعث چرخش تیر در جهت عقربه‌های ساعت می‌شود.

[irp]

۵. طول یک تیر ۱۰ متر، بزرگی F1 برابر با ۱۰ نیوتن، بزرگی F2 برابر با ۱۰ نیوتن و بزرگی F3 برابر با ۱۵ نیوتن است. فاصله بین نقطه A و نقطه C برابر با ۷.۵ متر است. نیروی F2 در مرکز تیر قرار دارد. گشتاور خالص را حول نقطه C که در فاصله ۲.۵ متری از نقطه B قرار دارد، تعیین کنید.

محور چرخش در نقطه C قرار دارد.

بزرگی گشتاور خالص - مشکلات و راه حل ها 5شناخته شده:

نیروی ۱ (F1 ) = 10 نیوتن

فاصله بین F1 و نقطه C (r1 ) = 2.5 متر

نیروی F1 عمود بر تیر است.

بازوی اهرم 1 (l 1 ) = r 1 sin 90 o = ( 2.5 متر)( 1 ) = 2.5 متر

نیروی ۱ (F2 ) = 10 نیوتن

فاصله بین F2 و نقطه C (r2 ) = 2.5 متر

نیروی F2 عمود بر تیر است.

بازوی اهرم 2 (l 2 ) = r 2 sin 90 o = ( 2.5 m ) (1) = 2.5 m

نیروی ۱ (F3 ) = 15 نیوتن

فاصله بین F3 و نقطه C (r3 ) = 7.5 متر

نیروی F3 عمود بر تیر است.

بازوی اهرم 3 (l 3 ) = r 3 sin 90 o = (7.5 m)(1) = 7.5 m

مورد نظر: گشتاور خالص حول محور چرخش

راه حل :

گشتاور ۱:

τ 1 = F 1 l 1 = (10 نیوتن)( 2.5 متر) = 25 نیوتن متر

علامت مثبت به این دلیل است که نیروی F1 باعث چرخش تیر در جهت عقربه‌های ساعت می‌شود.

گشتاور ۱:

τ2 = F2l2 = (10 نیوتن)( 2.5 متر ) = 25 نیوتن متر

علامت مثبت به این دلیل است که نیروی F2 باعث چرخش تیر در جهت عقربه‌های ساعت می‌شود.

گشتاور ۱:

τ3 = F3l3 = (15 نیوتن)( 7.5 متر ) = -112..5 نیوتن متر

علامت منفی به این دلیل است که نیروی F3 باعث چرخش تیر در جهت عقربه‌های ساعت می‌شود.

گشتاور خالص:

Σ τ = τ 1 + τ 2 - τ 3 = 25 + 25 - 112.5 = - 62.5 نیوتن متر

علامت منفی به این دلیل است که نیروی خالص باعث چرخش تیر در جهت عقربه‌های ساعت می‌شود.

[irp]

۵. طول یک تیر ۱۰ متر است، بزرگی F1 برابر با 10 نیوتن، بزرگی F است.2 برابر با 10 نیوتن و بزرگی F است.3 برابر با 10 نیوتن است. گشتاور خالص را حول نقطه A که در فاصله 5 متری از نقطه مورد نظر قرار دارد، تعیین کنید.بزرگی گشتاور خالص - مشکلات و راه حل ها 6nt اعمال نیرو F1.

محور چرخش در نقطه A.

شناخته شده:

نیروی ۱ (F1 ) = 10 نیوتن

فاصله بین F1 و نقطه A (r1 ) = 5 متر

بازوی اهرم ۱ (l 1 ) = r 1 sin 60 o = (5 متر)(0.5 √3 ) = 2.5 √3 متر

نیروی ۲ (F2 ) = 10 نیوتن

فاصله بین F2 و نقطه A (r2 ) = 0

نیروی F2 عمود بر تیر است.

بازوی اهرم 2 (l 2 ) = r 2 sin 90 o = (0)(1) = 0

نیروی 3 (F3 ) = 10 نیوتن

فاصله بین F3 و نقطه A (r3 ) = 10 متر

بازوی اهرم 3 (l 3 ) = r 3 sin 30 o = (10 متر)(0.5) = 5 متر

مورد نظر: گشتاور خالص حول محور چرخش

راه حل :

گشتاور ۱:

τ 1 = F 1 l 1 = (10 نیوتن)( 2.5 √3 متر ) = 25√3 = 43.3 نیوتن متر

علامت مثبت به این دلیل است که نیروی F1 باعث چرخش تیر در جهت عقربه‌های ساعت می‌شود.

گشتاور ۱:

τ 2 = F 2 l 2 = (10 N) (0) = 0

گشتاور ۱:

τ3 = F3l3 = (10 نیوتن)( 5 متر ) = -50 نیوتن متر

علامت منفی به این دلیل است که نیروی F3 باعث چرخش تیر در جهت عقربه‌های ساعت می‌شود.

گشتاور خالص:

Σ τ = τ 1 + τ 2 - τ 3 = 43.3 + 0 - 50 = - 6.7 نیوتن متر

علامت منفی به این دلیل است که نیروی خالص باعث چرخش تیر در جهت عقربه‌های ساعت می‌شود.

ادامه مطلب

برخوردهای تا حدی غیرالاستیک در یک بعد - مشکلات و راه حل ها

۱. یک جسم ۵۰۰ گرمی ، A، با سرعت ۱۰ متر بر ثانیه و یک جسم ۲۰۰ گرمی، B، با سرعت ۱۲ متر بر ثانیه حرکت می‌کنند. این اجسام به یکدیگر نزدیک می‌شوند و با هم برخورد می‌کنند. اگر سرعت جسم A پس از برخورد ۶ متر بر ثانیه باشد، سرعت جسم B پس از برخورد چقدر است؟

شناخته شده:

جرم جسم ۱ (متر ۱ ) = ۵۰۰ گرم = ۰.۵ کیلوگرم

جرم جسم ۲ (متر مربع ) = ۲۰۰ گرم = ۰.۲ کیلوگرم

سرعت اولیه جسم ۱ (v 1 ) = -10 متر بر ثانیه

سرعت اولیه جسم ۲ (v2 ) = ۱۲ متر بر ثانیه

سرعت نهایی جسم ۱ (v 1 ') = ۶ متر بر ثانیه

علامت‌های مثبت و منفی نشان می‌دهند که اجسام در جهت مخالف حرکت می‌کنند.

مورد نظر : سرعت نهایی جسم ۲ (v 2 ')

راه حل :

m1 v1 + متر2 v2 = متر1 v1' + متر2 v2'

(0.5) (-10) + (0.2) (12) = (0.5) (6) + (0.2) (v 2 ')

-۵ + ۲.۴ = ۳ + ۰.۲ v ۲ '

-۲.۶ = ۳ + ۰.۲ v ۲ '

-۲.۶ – ۳ = ۰.۲ ولت ۲ '

-۵.۶ = ۰.۲ ولت ۲ '

v 2 ' = -5.6 / 0.2

v 2 ' = -28 متر بر ثانیه

سرعت جسم ۲ پس از برخورد ۲۸ متر بر ثانیه است.

علامت‌های مثبت و منفی نشان می‌دهند که اجسام در جهت مخالف حرکت می‌کنند.

[irp]

۲. دو جسم با جرم مساوی به یکدیگر نزدیک می‌شوند و با هم برخورد می‌کنند. سرعت جسم ۱، ۶ متر بر ثانیه و سرعت جسم ۲، ۸ متر بر ثانیه است. پس از برخورد، جسم ۲ با سرعت ۵ متر بر ثانیه به سمت چپ حرکت می‌کند. بزرگی و جهت سرعت جسم ۱ پس از برخورد چقدر است ؟

بدانید:

جرم جسم ۱ (متر ۱ ) = متر

جرم جسم ۲ (m² ) = m

سرعت اولیه جسم ۱ (v 1 ) = -۶ متر بر ثانیه

سرعت اولیه جسم ۲ (v2 ) = ۸ متر بر ثانیه

سرعت نهایی جسم ۲ (v 2 ') = -۵ متر بر ثانیه

مورد نظر : بزرگی و جهت جسم ۱ پس از برخورد

راه حل :

فرمول پایستگی تکانه خطی :

m1 v1 + متر2 v2 = متر1 v1' + متر2 v2'

mv 1 + m v 2 = m v 1 ' + m v 2 '

m (v 1 + v 2 ) = m (v 1 ' + v 2 ')

v 1 + v 2 = v 1 ' + v 2 '

-۶ + ۸ = v ۱ ' – ۵

۲ = v ۱ ' – ۵

۲ + ۵ = v ۱ '

v 1 ' = 7 متر بر ثانیه

سرعت جسم ۱ پس از برخورد (v 1 ') برابر با ۳ متر بر ثانیه است .

علامت‌های مثبت و منفی نشان می‌دهند که اجسام در جهت مخالف حرکت می‌کنند.

[irp]

۳. یک توپ ۱ کیلوگرمی ۱ و یک توپ ۲ کیلوگرمی ۲ جهت یکسانی دارند و به صورت غیرالاستیک با هم برخورد می‌کنند. قبل از برخورد، توپ ۱ با سرعت ۱۰ متر بر ثانیه و توپ ۲ با سرعت ۵ متر بر ثانیه حرکت می‌کند. سرعت توپ ۲ پس از برخورد ۴ متر بر ثانیه است. سرعت توپ ۱ پس از برخورد را تعیین کنید.

شناخته شده:

جرم توپ ۲ (متر مربع ) = ۲ کیلوگرم

جرم توپ ۲ (متر مربع ) = ۲ کیلوگرم

سرعت توپ ۱ (v1 ) = ۱۰ متر بر ثانیه

سرعت توپ ۲ (v2 ) = ۵ متر بر ثانیه

سرعت نهایی توپ ۲ (v 2 ') = ۴ متر بر ثانیه

علامت مثبت سرعت نشان می‌دهد که توپ‌ها جهت یکسانی دارند.

مورد نظر : سرعت نهایی توپ ۱ (v 1 ')

راه حل :

m1 v1 + متر2 v2 = متر1 v1' + متر2 v2'

(1)(10) + (2)(5) = (1)(v 1 ') + (2)(4)

۸ + ۱۰ = v ۱ ' + ۵

۲۰ – ۸ = v 1 '

v 1 ' = 12 متر بر ثانیه

سرعت توپ ۱ پس از برخورد ۱۲ متر بر ثانیه است.

[شناسه بسته wpdm='1190′]

  1. مسائل و راه‌حل‌های تکانه خطی
  2. مسائل مربوط به تکانه و ضربه و راه‌حل‌های آن
  3. برخوردهای کاملاً کشسان در یک بعد، مسائل و راه‌حل‌ها
  4. برخوردهای کاملاً غیرالاستیک در یک بعد، مسائل و راه‌حل‌ها
  5. برخوردهای غیرالاستیک در مسائل و راه‌حل‌های یک بعدی

ادامه مطلب

برخوردهای غیرالاستیک در یک بعد - مشکلات و راه حل ها

۱. یک گلوله ۳۰ گرمی که با سرعت ۳۰ متر بر ثانیه حرکت می‌کند، با یک بلوک ۱ کیلوگرمی در حال سکون برخورد می‌کند. اگر گلوله و بلوک در نتیجه برخورد به هم قفل شوند، سرعت بلوک را تعیین کنید.

شناخته شده:

جرم گلوله (متر مربع ) = 30 گرم = 0.03 کیلوگرم

جرم بلوک (متر مربع ) = ۱ کیلوگرم

سرعت اولیه گلوله ( v1 ) = 30 متر بر ثانیه

سرعت اولیه جسم (v^ 2 ) = 0 ( جسم در حالت سکون )

مورد نظر : سرعت گلوله و مانع پس از برخورد (v')

راه حل :

m 1 v 1 + m 2 v 2 = (m 1 + m 2 ) v'

(0.03) (30) + (1) (0) = (0.03 + 1) v'

۱۰۰۰ + ۰ = ۵۰۰ ولت

۰.۲ = ۰.۰۸ ولت

v' = 0.9 / 1,03

v' = 0.87 متر بر ثانیه

[irp]

۲. توپ بیلیارد A به جرم ۲ کیلوگرم که با سرعت v A = 6 ms −1 حرکت می‌کند ، از روبرو به توپ B با جرم برابر برخورد می‌کند. اگر برخورد کاملاً غیرکشسان باشد، سرعت دو توپ پس از برخورد چقدر است؟

شناخته شده:

جرم A (میلی‌آمپر ) = ۵ کیلوگرم

جرم B (m B ) = 2 کیلوگرم

سرعت اولیه توپ A (v A ) = -6 متر بر ثانیه

سرعت اولیه توپ B (v B ) = 4 متر بر ثانیه

علامت‌های مثبت و منفی نشان می‌دهند که اجسام در جهت مخالف حرکت می‌کنند.

مورد نظر : سرعت دو توپ پس از برخورد. (v')

راه حل :

m A v A + m B v B = (m A ' + m B ) v'

(2)(-6) + (2)(4) = (2 + 2) v'

-۱۲ + ۸ = ۴ وی'

-۴ = ۴ وی'

v' = -4 / 4

v' = -1 متر بر ثانیه

[irp]

۲. متر1 = 3 کیلوگرم و m2 = 4 کیلوگرم با سرعت در جهت مخالف به یکدیگر نزدیک می‌شوند v1 = ۵۰ متر بر ثانیه و v2 = 12 متر بر ثانیه. اگر برخورد کاملاً غیرکشسان باشد، سرعت دو توپ پس از برخورد چقدر است؟

شناخته شده:

جرم جسم ۲ (متر مربع ) = ۴ کیلوگرم

جرم جسم ۲ (متر مربع ) = ۴ کیلوگرم

سرعت جسم ۱ (v1 ) = -10 متر بر ثانیه

سرعت جسم ۲ (v2 ) = ۱۲ متر بر ثانیه

مورد نظر : سرعت پس از برخورد (v')

راه حل :

m 1 v 1 + m 2 v 2 = (m 1 ' + m 2 ) v'

(3)(-10) + (4)(12) = (3 + 4) v'

-۱۲ + ۸ = ۴ وی'

۰.۲ = ۰.۰۸ ولت

v' = 18 / 7

v' = 2.6 متر بر ثانیه

[شناسه بسته wpdm='1157′]

  1. مسائل و راه‌حل‌های تکانه خطی
  2. مسائل مربوط به تکانه و ضربه و راه‌حل‌های آن
  3. برخوردهای کاملاً کشسان در یک بعد، مسائل و راه‌حل‌ها
  4. برخوردهای کاملاً غیرالاستیک در یک بعد، مسائل و راه‌حل‌ها
  5. برخوردهای غیرالاستیک در مسائل و راه‌حل‌های یک بعدی

ادامه مطلب

برخوردهای کاملاً کشسان در یک بعد - مشکلات و راه حل ها

۱. یک توپ ۲۰۰ گرمی، A، که با سرعت ۱۰ متر بر ثانیه حرکت می‌کند، به یک توپ ۲۰۰ گرمی، B، که در حالت سکون است، برخورد می‌کند. سرعت توپ‌های A و B پس از برخورد چقدر است ؟

شناخته شده:

جرم توپ A (m A ) = 200 گرم = 0.2 کیلوگرم

جرم توپ B (m₂B ) = 200 گرم = 0.2 کیلوگرم

سرعت توپ A قبل از برخورد (v A ) = 10 متر بر ثانیه

سرعت توپ B قبل از برخورد (vB ) = 0

مورد نظر: سرعت توپ A (v A ') و سرعت توپ B (v B ') پس از برخورد

راه حل :

v A ' = v B = 0

v B ' = v A = 10 متر بر ثانیه

[irp]

۲. دو جسم با جرم مساوی به یکدیگر نزدیک می‌شوند، برخورد می‌کنند و سپس برمی‌گردند. سرعت جرم A قبل از برخورد ۸ متر بر ثانیه و سرعت جرم B قبل از برخورد ۱۲ متر بر ثانیه است. بزرگی و جهت سرعت جرم A و جرم B پس از برخورد چقدر است؟

شناخته شده:

جرم A (m A ) = m

جرم B (متر B ) = متر

سرعت جرم A قبل از برخورد (v A ) = -8 متر بر ثانیه

سرعت جرم B قبل از برخورد (v B ) = 12 متر بر ثانیه

علامت‌های مثبت و منفی نشان می‌دهند که اجسام در جهت مخالف حرکت می‌کنند.

مورد نظر: بزرگی و جهت سرعت جرم A (v A ') و جرم B (v B ') پس از برخورد

راه حل :

در یک برخورد کاملاً کشسان، اگر اجسام جرم یکسانی داشته باشند، سرعت جسم A پس از برخورد (v A ') برابر است با سرعت جسم B قبل از برخورد (v B ) و سرعت جسم B پس از برخورد (v B ') برابر است با سرعت جسم A قبل از برخورد (v A ).

اگر قبل از برخورد، A به سمت راست و B به سمت چپ حرکت کند، پس از برخورد، A به سمت چپ و B به سمت راست حرکت می‌کنند.

اجسام جرم برابری دارند و برخورد کاملاً کشسان است، بنابراین هر دو جسم سرعت خود را تغییر داده‌اند.

v A ' = -v B = -12 متر بر ثانیه

v B ' = v A = 8 متر بر ثانیه

علامت‌های مثبت و منفی نشان می‌دهند که اجسام در جهت مخالف حرکت می‌کنند.

[irp]

۳. یک جسم ۲ کیلوگرمی، A، که با سرعت ۱۰ متر بر ثانیه حرکت می‌کند، به یک توپ ۴ کیلوگرمی، B، که با سرعت ۲۰ متر بر ثانیه حرکت می‌کند، برخورد می‌کند. اگر برخورد کاملاً کشسان باشد، سرعت جسم A و جسم B پس از برخورد چقدر است؟

شناخته شده:

جرم A (میلی‌آمپر ) = ۵ کیلوگرم

جرم B (m B ) = 4 کیلوگرم

سرعت جسم A قبل از برخورد (v A ) = 10 متر بر ثانیه

سرعت جسم B قبل از برخورد (v B ) = 20 متر بر ثانیه

مورد نظر : سرعت جسم A (v A ') و سرعت جسم B (v B ') پس از برخورد

راه حل :

در برخورد کاملاً کشسان ، اگر اجسام جرم یکسانی داشته باشند و به یکدیگر نزدیک شوند، سرعت جسم پس از برخورد با استفاده از این فرمول محاسبه می‌شود:

برخوردهای کاملاً کشسان در یک بعد - مسائل و راه‌حل‌ها 1

سرعت جسم A پس از برخورد:

برخوردهای کاملاً کشسان در یک بعد - مسائل و راه‌حل‌ها 2

[irp]

۴. یک جسم ۱۰۰ گرمی که با سرعت ۲۰ متر بر ثانیه حرکت می‌کند، با یک دیوار برخورد کاملاً کشسان می‌کند. بزرگی و جهت سرعت جسم پس از برخورد چقدر است؟

شناخته شده:

جرم (میلی آمپر ) = ۱۰۰ گرم = ۰.۱ کیلوگرم

جرم دیوار (m² B ) = بی‌نهایت

سرعت جرم قبل از برخورد (v A ) = 20 متر بر ثانیه

سرعت جرم پس از برخورد (v B ) = 0

مورد نظر : اندازه و جهت سرعت پس از برخورد

راه حل :

اگر v B = 0، m A بسیار کوچک و m 2 بسیار بزرگ باشد، آنگاه v A ' = -v A و v 2 ' = 0 خواهد بود.

علامت‌های مثبت و منفی نشان می‌دهند که اجسام در جهت مخالف حرکت می‌کنند.

۵. دو توپ، A با جرم ۲ کیلوگرم و B با جرم ۵ کیلوگرم، قبل و بعد از برخورد در شکل زیر نشان داده شده است. اگر برخورد کاملاً کشسان باشد، سرعت توپ A قبل از برخورد چقدر است؟

شناخته شده:

جرم توپ الف (مترA) = ۳ کیلوگرمبرخورد کاملاً کشسان - مشکلات و راه‌حل‌ها 1

جرم توپ B (m B ) = 5 کیلوگرم

سرعت توپ B قبل از برخورد (v B ) = 2 متر بر ثانیه

سرعت توپ A پس از برخورد (v A ') = 5 متر بر ثانیه

سرعت توپ B پس از برخورد (v B ') = 4 متر بر ثانیه

هر دو توپ به سمت راست حرکت می‌کنند، بنابراین سرعت آنها مثبت است.

مورد نظر: سرعت توپ A قبل از برخورد (v A )

راه حل :

mA vA + مترB vB = مترA vA' + مترB vB'

2(v A ) + (5)(2) = (2)(5) + (5)(4)

۲(v A ) + ۱۰ = ۱۰ + ۲۰

۲(v A ) + ۱۰ = ۳۰

۲(v A ) = ۳۰ – ۱۰

2(v A ) = 20

v A = 20/2

v A = 10 متر بر ثانیه

[irp]

۶. اجسام A و B مطابق شکل زیر در امتداد صفحه افقی حرکت می‌کنند. اگر برخورد کاملاً کشسان باشد و سرعت جسم B پس از برخورد ۱۵ متر بر ثانیه باشد ، سرعت جسم A پس از برخورد چقدر است؟

شناخته شده:

جرم جسم الف (مترA) = ۳ کیلوگرمبرخورد کاملاً کشسان - مشکلات و راه‌حل‌ها 2

جرم جسم B (متر مربع ) = ۲ کیلوگرم

سرعت جسم A قبل از برخورد (v A ) = 12 متر بر ثانیه

سرعت جسم B قبل از برخورد (v B ) = 10 متر بر ثانیه

سرعت جسم B پس از برخورد (v B ') = 15 متر بر ثانیه

هر دو جسم، قبل و بعد از برخورد، به سمت راست حرکت می‌کنند، بنابراین سرعت آنها مثبت علامت‌دار است.

مورد نظر: سرعت جسم A پس از برخورد (v A ')

راه حل :

mA vA + مترB vB = مترA vA' + مترB vB'

(5) (12) + (2) (10) = (5) v A ' + (2) (15)

60 + 20 = (5)v A ' + 30

80 = (5)v A ' + 30

80 – 30 = (5)v A '

50 = (5)v A '

v A ' = 50/5

v A ' = 10 متر بر ثانیه

[شناسه بسته wpdm='1156′]

  1. مسائل و راه‌حل‌های تکانه خطی
  2. مسائل مربوط به تکانه و ضربه و راه‌حل‌های آن
  3. برخوردهای کاملاً کشسان در یک بعد، مسائل و راه‌حل‌ها
  4. برخوردهای کاملاً غیرالاستیک در یک بعد، مسائل و راه‌حل‌ها
  5. برخوردهای غیرالاستیک در مسائل و راه‌حل‌های یک بعدی

ادامه مطلب

تکانه و ضربه - مشکلات و راه حل ها

۱. یک توپ کوچک با سرعت ثابت ۱۰ متر بر ثانیه به صورت افقی پرتاب می‌شود. توپ به دیوار برخورد کرده و با همان سرعت بازتاب می‌شود. تغییر تکانه خطی توپ چقدر است؟

شناخته شده:

جرم (متر) = ۵۰۰۰ کیلوگرم

سرعت اولیه (v o ) = -10 متر بر ثانیه

سرعت نهایی (v t ) = 10 متر بر ثانیه

علامت‌های مثبت و منفی نشان می‌دهند که اجسام در جهت مخالف حرکت می‌کنند.

مورد نظر : تغییر در تکانه خطی (Δp)

راه حل :

فرمول تغییر در تکانه خطی :

Δp = mv t – mv o = m (v t – v o )

تغییر در تکانه خطی:

Δp = 0.2 (10 - (-10)) = 0.2 (10 + 10)

Δp = 0.2 (20)

Δp = 4 کیلوگرم متر بر ثانیه

[irp]

۲. یک توپ ۱۰ گرمی از ارتفاعی به صورت آزاد سقوط می‌کند ، با سرعت ۱۵ متر بر ثانیه به زمین برخورد می‌کند، سپس با سرعت ۱۰ متر بر ثانیه به سمت بالا بازتاب می‌شود. ضربه را تعیین کنید!

شناخته شده:

جرم (متر) = 10 گرم = 0.01 کیلوگرم

سرعت اولیه (v o ) = -15 متر بر ثانیه

سرعت نهایی (vt ) = 10 متر بر ثانیه

تحت تعقیب: ایمپالس (I)

راه حل :

تکانه (I) برابر است با تغییر در تکانه (Δp)

I = mv t – mv o = m (v t – v o )

تکانه:

من = 0.01 (10 - (-15)) = 0.01 (10 + 15)

من = 0.01 (25)

I = 0.25 کیلوگرم متر بر ثانیه

[irp]

۳. یک توپ ۲۰۰ گرمی با سرعت ۴ متر بر ثانیه به صورت افقی پرتاب شد، سپس توپ در همان جهت ضربه خورد. مدت زمان تماس توپ با چوب بیسبال ۲ مایل بر ثانیه و سرعت توپ پس از ترک چوب بیسبال ۱۲ متر بر ثانیه است. بزرگی نیروی وارد شده توسط ضربه زننده به توپ ... است.

شناخته شده:

جرم (متر) = 200 گرم = 0.2 کیلوگرم

سرعت اولیه (v o ) = 4 متر بر ثانیه

سرعت نهایی (vt ) = 12 متر بر ثانیه

بازه زمانی (t) = 2 میلی ثانیه = (2/1000) ثانیه = 0.002 ثانیه

مورد نظر : بزرگی نیرو (F)

راه حل :

فرمول ضربه:

من = F تی

فرمول تغییر در تکانه:

mv t – mv o = m (v t – v o )

تکانه (I) برابر است با تغییر در تکانه (Δp)

من = Δp

F t = m (v t – vo )

F (0.002) = (0.2)(12 – 4)

F (0.002) = (0.2)(8)

اف (0.002) = 1.6

F = 1.6 / 0.002

F = 800 نیوتن

[شناسه بسته wpdm='1155′]

  1. مسائل و راه‌حل‌های تکانه خطی
  2. مسائل مربوط به تکانه و ضربه و راه‌حل‌های آن
  3. برخوردهای کاملاً کشسان در یک بعد، مسائل و راه‌حل‌ها
  4. برخوردهای کاملاً غیرالاستیک در یک بعد، مسائل و راه‌حل‌ها
  5. برخوردهای غیرالاستیک در مسائل و راه‌حل‌های یک بعدی

ادامه مطلب

تکانه خطی - مشکلات و راه حل ها

۱. جسمی با سرعت ثابت ۱۰ متر بر ثانیه حرکت می‌کند. تکانه خطی جسم را محاسبه کنید.

شناخته شده :

جرم (متر) = ۵۰۰۰ کیلوگرم

سرعت (v) = 10 متر بر ثانیه

مورد نظر: تکانه خطی (p)

راه حل :

فرمول تکانه خطی:

p = میلی ولت

p = تکانه خطی، m = جرم، v = سرعت

تکانه خطی:

p = mv = (1)(10) = 10 کیلوگرم متر بر ثانیه

[irp]

۲. یک بلوک ۲ کیلوگرمی و یک بلوک ۴ کیلوگرمی با سرعت ثابت ۲۰ متر بر ثانیه حرکت می‌کنند. تکانه خطی بلوک‌ها چقدر است؟

شناخته شده:

جرم بلوک A (m A ) = 2 کیلوگرم

جرم بلوک B (m B ) = 4 کیلوگرم

سرعت بلوک A (v A ) = 20 متر بر ثانیه

سرعت بلوک B (v B ) = 20 متر بر ثانیه

مورد نظر: تکانه خطی بلوک A (p A ) و تکانه خطی بلوک B (p B )

راه حل :

تکانه خطی بلوک A :

p A = m A v A = (2)(20) = 40 کیلوگرم متر بر ثانیه

تکانه خطی بلوک B :

p B = m B v B = (4)(20) = 80 کیلوگرم متر بر ثانیه

[irp]

۳. یک بلوک ۲ کیلوگرمی با سرعت ثابت ۲ متر بر ثانیه و یک بلوک ۲ کیلوگرمی با سرعت ثابت ۴ متر بر ثانیه حرکت می‌کنند. تکانه خطی بلوک‌ها را تعیین کنید.

شناخته شده:

جرم بلوک A (m A ) = 2 کیلوگرم

جرم بلوک B (متر مربع ) = ۲ کیلوگرم

سرعت بلوک A (v A ) = 2 متر بر ثانیه

سرعت بلوک B (vB ) = 4 متر بر ثانیه

مورد نظر: تکانه خطی بلوک‌ها

راه حل :

تکانه خطی بلوک A :

p A = m A v A = (2)(2) = 4 کیلوگرم متر بر ثانیه

تکانه خطی بلوک B:

p B = m B v B = (2)(4) = 8 کیلوگرم متر بر ثانیه

[irp]

۴. یک جسم ۵ کیلوگرمی در حالت سکون. تکانه خطی تکانه چقدر است؟

شناخته شده:

جرم (متر) = ۶۰ کیلوگرم

سرعت جسم (v) = 0

مورد نظر : تکانه خطی (p)

راه حل :

p = mv = (5)(0) = 0

[شناسه بسته wpdm='1155′]

  1. مسائل و راه‌حل‌های تکانه خطی
  2. مسائل مربوط به تکانه و ضربه و راه‌حل‌های آن
  3. برخوردهای کاملاً کشسان در یک بعد، مسائل و راه‌حل‌ها
  4. برخوردهای کاملاً غیرالاستیک در یک بعد، مسائل و راه‌حل‌ها
  5. برخوردهای غیرالاستیک در مسائل و راه‌حل‌های یک بعدی

ادامه مطلب

قدرت - مشکلات و راه حل ها

توان، نرخ انجام کار در یک دوره معین است. از نظر ریاضی، توان نسبت کار/زمان است.

P = وزن/تن

شرح: P = توان (ژول/ثانیه = وات)، W = کار (ژول)، t = بازه زمانی (ثانیه)

بر اساس این معادله، می‌توان نتیجه گرفت که هرچه نرخ کار بیشتر باشد، توان بیشتر است. از طرف دیگر، هرچه نرخ کار کمتر باشد، توان کمتر است. نرخ کار به نرخ انجام کار اشاره دارد.

[irp]

توان یک کمیت اسکالر است. واحد توان در سیستم SI، ژول بر ثانیه است. ژول بر ثانیه = وات (به اختصار W) که به افتخار جیمز وات نامگذاری شده است. واحد توان در امپراتوری بریتانیا، فوت-پوند بر ثانیه است.

این واحد برای اهداف عملی بسیار کوچک است، بنابراین از واحد بزرگتر اسب بخار (به اختصار hp) استفاده می‌شود. یک اسب بخار = ۵۵۰ فوت-پوند بر ثانیه = ۷۶۴ وات = ¾ کیلووات.

مقدار کار را می‌توان با واحدهای توان × زمان نیز بیان کرد، مثلاً کیلووات ساعت یا کیلووات ساعت. یک کیلووات ساعت به کاری گفته می‌شود که با نرخ ثابت ۱ کیلووات در یک ساعت انجام می‌شود.

۱. شخصی به وزن ۵۰ کیلوگرم در عرض ۲ دقیقه از پله‌هایی به ارتفاع ۱۰ متر بالا می‌رود . شتاب گرانش (g) برابر با ۱۰ متر بر مجذور ثانیه است . توان ... را تعیین کنید.

شناخته شده:

جرم (متر) = ۵۰۰۰ کیلوگرم

ارتفاع (ساعت) = 10 متر

شتاب گرانش (g) = 10 متر بر ثانیه

بازه زمانی ( t) = 2 دقیقه = 2 (60) = 120 ثانیه

مورد نظر : قدرت (P)

راه حل :

فرمول توان:

پ = وات / تن

P = توان ، W = کار ، t = زمان

فرمول کار:

W = Fs = wh = mgh

W = کار ، F = نیرو ، w = وزن ، d = جابجایی ، h = ارتفاع ، m = جرم، g = شتاب گرانش

W = mgh = (50)(10)(10) = 5000 ژول.

P = W / t = 5000 / 120 = 41.7 ژول بر ثانیه ( c روی d).

[irp]

۲. توان مورد نیاز یک فرد ۶۰ کیلوگرمی را که در عرض ۱۰ ثانیه از درختی به ارتفاع ۵ متر بالا می‌رود، محاسبه کنید. شتاب گرانش ۱۰ متر بر مجذور ثانیه است.

شناخته شده:

جرم (متر) = ۶۰ کیلوگرم

ارتفاع (ساعت) = ۲ متر بر ثانیه

شتاب گرانش (g) = 10 متر بر ثانیه

بازه زمانی (t) = 10 ثانیه

مورد نظر : قدرت

راه حل :

کار:

W = mgh = (60)(10)(5) = 3000 ژول

قدرت :

P = W / t = 3000 / 10 = 300 ژول بر ثانیه.

۳. یک کمدی چرخشی با قدرت ۳۰۰ وات و مدت زمان ۵ دقیقه که ۵ دور می‌چرخد. انرژی مصرفی آن ... است.

الف. ۶۳۰ کیلوژول

ب. ۸۱۹ کیلوژول

ج. ۱۰۷۱ کیلوژول

د. ۳۲۷۶ کیلوژول

شناخته شده:

توان (P) = 300 وات = 300 ژول بر ثانیه

دوره (T) = 5 دقیقه = 5 (60 ثانیه) = 300 ثانیه

تعداد چرخش‌ها = ۵

مورد نظر: انرژی مورد استفاده توسط کمدی چرخشی

راه حل :

قدرت - مشکلات و راه حل ها

پاسخ صحیح D است.

[شناسه بسته wpdm='1190′]

  1. کار با زور انجام می‌شد، مشکلات و راه‌حل‌ها
  2. مسائل و راه‌حل‌های انرژی جنبشی-کار
  3. مسائل و راه‌حل‌های اصل کار-انرژی مکانیکی
  4. مسائل و راه‌حل‌های انرژی پتانسیل گرانشی
  5. انرژی پتانسیل فنرهای الاستیک، مسائل و راه‌حل‌ها
  6. مشکلات برق و راه حل ها
  7. کاربرد پایستگی انرژی مکانیکی برای حرکت سقوط آزاد
  8. کاربرد پایستگی انرژی مکانیکی برای حرکت بالا و پایین در حرکت سقوط آزاد
  9. کاربرد پایستگی انرژی مکانیکی برای حرکت روی سطح منحنی
  10. کاربرد پایستگی انرژی مکانیکی برای حرکت روی سطح شیبدار
  11. کاربرد پایستگی انرژی مکانیکی برای حرکت پرتابه

ادامه مطلب

کاربرد پایستگی انرژی مکانیکی برای حرکت روی سطح شیب‌دار - مسائل و راه‌حل‌ها

۱. یک بلوک روی یک سطح شیب‌دار صاف و بدون اصطکاک به سمت پایین می‌لغزد. سرعت بلوک هنگام برخورد به زمین چقدر است؟ شتاب گرانش ۱۰ متر بر ثانیه است.

کاربرد پایستگی انرژی مکانیکی برای حرکت روی سطح شیبدار ۱شناخته شده:

ارتفاع (ساعت) = ۱۲ متر

شتاب گرانش (g) = 10 متر بر مجذور ثانیه

مورد نظر : سرعت (v)

راه حل :

انرژی مکانیکی اولیه (ME₂o ) = انرژی پتانسیل گرانشی (PE)

ME o = PE = mgh = m (10)(8) = 80 m

انرژی مکانیکی نهایی (ME₂t ) = انرژی جنبشی (KE)

ME t = KE = ½ میلی ولت ۲

اصل پایستگی انرژی مکانیکی بیان می‌کند که انرژی مکانیکی اولیه = انرژی مکانیکی نهایی:

ME o = ME t

۲۰ متر = ½ میلی ولت ۲

۲۰ = ½ در مقابل ۲

۴۰ = v ۲

v = √160 = √(16)(10) = 4√10 متر بر ثانیه

[irp]

۲. یک جسم ۱ کیلوگرمی به سمت پایین ۸ متر می‌لغزد. انرژی جنبشی را پس از حرکت جسم به سمت پایین ۵ متر تعیین کنید… شتاب گرانش g = 10 متر بر ثانیه

کاربرد پایستگی انرژی مکانیکی برای حرکت روی سطح شیبدار ۱شناخته شده:

جرم (متر) = ۶۰ کیلوگرم

د = ۲۵۰ متر

شتاب گرانش (g) = 10 متر بر ثانیه

مورد نظر : انرژی جنبشی (KE)

راه حل :

گناه 30 درجه = ساعت / روز

۰.۵ = ساعت / ۵

h = (0.5)(5) = 2.5 متر

تغییر ارتفاع جسم ۲.۵ متر است.

انرژی مکانیکی اولیه (ME₂o ) = انرژی پتانسیل گرانشی (PE)

ME o = PE = mgh = (1)(10)(2.5) = 25 ژول

انرژی مکانیکی نهایی (ME₂t ) = انرژی جنبشی (KE)

ME t = KE

اصل پایستگی انرژی مکانیکی بیان می‌کند که انرژی مکانیکی اولیه = انرژی مکانیکی نهایی:

ME o = ME t

۵۰ = کِی

انرژی جنبشی = ۲۵ ژول.

[شناسه بسته wpdm='1170′]

  1. کار انجام شده با زور، مسائل و راه حل ها
  2. مسائل و راه‌حل‌های انرژی جنبشی-کار
  3. مسائل و راه‌حل‌های اصل کار-انرژی مکانیکی
  4. مسائل و راه‌حل‌های انرژی پتانسیل گرانشی
  5. انرژی پتانسیل فنرهای الاستیک، مسائل و راه‌حل‌ها
  6. مشکلات برق و راه حل ها
  7. کاربرد پایستگی انرژی مکانیکی برای حرکت سقوط آزاد
  8. کاربرد پایستگی انرژی مکانیکی برای حرکت بالا و پایین در حرکت سقوط آزاد
  9. کاربرد پایستگی انرژی مکانیکی برای حرکت روی سطح منحنی
  10. کاربرد پایستگی انرژی مکانیکی برای حرکت روی سطح شیبدار
  11. کاربرد پایستگی انرژی مکانیکی برای حرکت پرتابه

ادامه مطلب

کاربرد پایستگی انرژی مکانیکی برای حرکت روی سطوح منحنی - مسائل و راه حل ها

۱. یک بلوک ۱ کیلوگرمی روی سطح منحنی صاف به پایین می‌لغزد. انرژی جنبشی و سرعت بلوک را در پایین‌ترین سطح تعیین کنید. شتاب گرانش ۱۰ متر بر مجذور ثانیه است.

کاربرد پایستگی انرژی مکانیکی برای حرکت روی سطوح منحنی ۱شناخته شده:

جرم (متر) = ۵۰۰۰ کیلوگرم

تغییر ارتفاع (ساعت) = 5 متر

شتاب گرانش (g) = 10 متر بر ثانیه

مورد نظر: انرژی جنبشی (KE) و سرعت جسم.

راه حل :

(الف) انرژی جنبشی

انرژی مکانیکی اولیه = انرژی پتانسیل گرانشی

ME o = PE = mgh = (1)(10)(5) = 50 ژول

انرژی مکانیکی نهایی = انرژی جنبشی

ME t = KE = ½ mv t 2

اصل پایستگی انرژی مکانیکی بیان می‌کند که انرژی مکانیکی اولیه = انرژی مکانیکی نهایی:

ME o = ME t

پی ای = کی ای

۵۰ = کِی

انرژی جنبشی (KE) = 50 ژول.

(ب) سرعت بلوک

اصل پایستگی انرژی مکانیکی:

انرژی مکانیکی اولیه (ME₂o ) = انرژی مکانیکی نهایی ( ME₂t )

انرژی پتانسیل گرانشی (PE) = انرژی جنبشی (KE)

۲۰۰ = ½ میلی ولت ۲

2(50) / متر = v 2

۱۰۰ / ۱ = v ۲

۴۰ = v ۲

v = √100

v = 10 متر بر ثانیه

[irp]

۲. یک جسم ۲ کیلوگرمی بدون اصطکاک به پایین می‌لغزد. انرژی جنبشی و سرعت جسم در ارتفاع ۲ متری از سطح زمین چقدر است؟ شتاب گرانش ۱۰ متر بر ثانیه است.

کاربرد پایستگی انرژی مکانیکی برای حرکت روی سطوح منحنی ۱شناخته شده:

جرم (متر) = ۶۰ کیلوگرم

تغییر ارتفاع (h) = 10 – 2 = 8 متر

شتاب گرانش (g) = 10 متر بر ثانیه

مورد نظر : انرژی جنبشی (KE) و سرعت (v) در ارتفاع ۲ متری از سطح زمین.

راه حل :

الف) انرژی جنبشی در ارتفاع ۲ متری از سطح زمین

انرژی مکانیکی اولیه = انرژی پتانسیل گرانشی

ME o = PE = mgh = (2)(10)(8) = 160 ژول

انرژی مکانیکی نهایی = انرژی جنبشی

ME t = KE = ½ mv t 2

اصل پایستگی انرژی مکانیکی بیان می‌کند که انرژی مکانیکی اولیه = انرژی مکانیکی نهایی:

ME o = ME t

پی ای = کی ای

۵۰ = کِی

انرژی جنبشی (KE) در ارتفاع ۲ متری از سطح زمین ۱۶۰ ژول است.

(ب) سرعت جسم در پایین‌ترین سطح

اصل پایستگی انرژی مکانیکی:

انرژی مکانیکی اولیه (ME₂o ) = انرژی مکانیکی نهایی ( EM₂t )

انرژی پتانسیل گرانشی (PE) = انرژی جنبشی (KE)

۲۰۰ = ½ میلی ولت ۲

۱۶۰ = ½ (۲) در مقابل ۲

۴۰ = v ۲

v = √160 = √(16)(10) = 4√10 متر بر ثانیه

[شناسه بسته wpdm='1167′]

  1. کار انجام شده با زور، مسائل و راه حل ها
  2. مسائل و راه‌حل‌های انرژی جنبشی-کار
  3. مسائل و راه‌حل‌های اصل کار-انرژی مکانیکی
  4. مسائل و راه‌حل‌های انرژی پتانسیل گرانشی
  5. مسائل و راه‌حل‌های انرژی پتانسیل فنر الاستیک
  6. مشکلات برق و راه حل ها
  7. کاربرد پایستگی انرژی مکانیکی برای حرکت سقوط آزاد
  8. کاربرد پایستگی انرژی مکانیکی برای حرکت بالا و پایین در حرکت سقوط آزاد
  9. کاربرد پایستگی انرژی مکانیکی برای حرکت روی سطح منحنی
  10. کاربرد پایستگی انرژی مکانیکی برای حرکت روی سطح شیبدار
  11. کاربرد پایستگی انرژی مکانیکی برای حرکت پرتابه

ادامه مطلب

کاربرد پایستگی انرژی مکانیکی برای حرکت پرتابی - مسائل و راه‌حل‌ها

۱. یک توپ فوتبال که با ضربه شوت شده است، با زاویه θ = 30 درجه و با سرعت اولیه ۱۰ متر بر ثانیه از زمین جدا می‌شود . جرم توپ = ۰.۱ کیلوگرم . شتاب گرانشی ۱⁻ ...

شناخته شده:

جرم (متر) = ۶۰ کیلوگرم

سرعت اولیه (v o ) = 10 متر بر ثانیه

زاویه = 30 درجه

شتاب گرانش (g) = 10 متر بر ثانیه

راه حل :

(الف) انرژی پتانسیل گرانشی

کاربرد پایستگی انرژی مکانیکی برای حرکت پرتابی - مسائل و راه‌حل‌ها 1

مولفه افقی (v ox ) و مولفه عمودی (v oy ) سرعت اولیه را محاسبه کنید.

کاربرد پایستگی انرژی مکانیکی برای حرکت پرتابی - مسائل و راه‌حل‌ها 2کاربرد پایستگی انرژی مکانیکی برای حرکت پرتابی - مسائل و راه‌حل‌ها 2vox = ویo کیهان θ = (10)(cos 30o) = (10)(0.5√3) = 5√3 متر بر ثانیه

v oy = v o sin θ = (10)(sin 30 o ) = (10)( 0.5) = 5 m/s

انرژی مکانیکی اولیه

انرژی مکانیکی اولیه (ME₂o ) = انرژی جنبشی (KE)

ME o = KE = ½ mv o 2 = ½ (0.1) (10) 2 = ½ (0.1) (100) = ½ (10) = 5 ژول

انرژی مکانیکی نهایی

انرژی جنبشی در بالاترین نقطه:

KE = ½ mv ox 2 = ½ (0.1) (5√3) 2 = ½ (0.1) ((25) (3)) = ½ (0.1) (75) = 3.75 ژول

اصل پایستگی انرژی مکانیکی

انرژی مکانیکی اولیه (ME₂o ) = انرژی مکانیکی نهایی ( ME₂t )

کی ای = پی ای + کی ای

۵ = EP + ۳.۷۵

PE = 5 – 3.75 = 1.25 ژول

انرژی پتانسیل گرانشی در بالاترین نقطه ۱.۲۵ ژول است.

(ب) بالاترین نقطه یا حداکثر ارتفاع

PE = میلی‌گرم

1.25 = (0.1)(10) ساعت

۱.۲۵ = ساعت

حداکثر ارتفاع 1.25 متر است.

[irp]

۲. یک توپ ۰.۱ کیلوگرمی با سرعت اولیه v o = 10 متر بر ثانیه از ساختمانی به ارتفاع ۱۰ متر به صورت افقی پرتاب می‌شود. شتاب گرانش ۱۰ متر بر ثانیه مربع است . انرژی جنبشی توپ را هنگام برخورد به زمین تعیین کنید.

شناخته شده:

جرم (متر) = ۶۰ کیلوگرم

سرعت اولیه (v o ) = 10 متر بر ثانیه

شتاب گرانش (g) = 10 متر بر ثانیه

تغییر ارتفاع (h) = 10 – 2 = 8 متر

مورد نظر: انرژی جنبشی در ارتفاع ۲ متری از سطح زمین

راه حل :

انرژی پتانسیل گرانشی (PE) = mgh = (0.1)(10)(10) = 10 ژول

انرژی جنبشی اولیه (KE) = ½ mv o 2 = ½ (0.1)(10) 2 = ½ (0.1)(100) = ½ (10) = 5 ژول

انرژی جنبشی نهایی = انرژی پتانسیل گرانشی اولیه + انرژی جنبشی اولیه = 10 + 5 = 15 ژول

[شناسه بسته wpdm='1173′]

  1. کار انجام شده با زور، مسائل و راه حل ها
  2. مسائل و راه‌حل‌های انرژی جنبشی-کار
  3. مسائل و راه‌حل‌های اصل کار-انرژی مکانیکی
  4. مسائل و راه‌حل‌های انرژی پتانسیل گرانشی
  5. انرژی پتانسیل فنرهای الاستیک، مسائل و راه‌حل‌ها
  6. مشکلات برق و راه حل ها
  7. کاربرد پایستگی انرژی مکانیکی برای حرکت سقوط آزاد
  8. کاربرد پایستگی انرژی مکانیکی برای حرکت بالا و پایین در حرکت سقوط آزاد
  9. کاربرد پایستگی انرژی مکانیکی برای حرکت روی سطح منحنی
  10. کاربرد پایستگی انرژی مکانیکی برای حرکت روی سطح شیبدار
  11. کاربرد پایستگی انرژی مکانیکی برای حرکت پرتابه

ادامه مطلب