9 esimerkkiä liiketoimintakysymyksistä
1. Kappaleeseen kohdistetaan 20 Newtonin voima, kunnes se liikkuu 2 metrin matkan. Voiman F kappaleeseen tekemä työ on…
Keskustelu
Se tiedetään :
Voima (F) = 20 N
Siirtymä (s) = 2 metriä
Kulma = 0 (voiman suunta on sama kuin siirtymän suunta tai voiman suunta on sama kuin siirtymän suunta siten, että voiman ja siirtymän muodostama kulma on nolla)
Kysytty Ponnistus (W)
Jawab :
Catatan:
Jos voiman suunta on sama kuin siirtymän suunta, laske työ kaavalla W = F⁻s lisäämättä cos-kerrointa tissi.
2. Kappale on paikallaan sileällä lattiapinnalla. Kappaleeseen kohdistetaan 10 N suuruinen voima, joka muodostaa 30 asteen kulman.o lattiapintaa vasten. Jos kappale liikkuu 1 metrin, kuinka paljon työtä kappaleeseen kohdistuva voima F tekee?
Keskustelu
Se tiedetään :
Voima (F) = 10 Newtonia
Siirtymäsuuntainen voima (Fx) = F cos 30o = (10)(0,5√3) = 5√3 Newtonia
Siirtymä (s) = 1 metriä
Kysytty : ponnistus (W) ?
Jawab :
V = Nx s = (5√3)(1) = 5√3 joulea
3. 1 kg:n massainen kappale putoaa vapaasti 2 metrin korkeudesta. Jos painovoimakiihtyvyys on 10 m/s2, määritä painovoiman kappaleeseen tekemä työ!
Keskustelu
Se tiedetään :
Kappaleen massa (m) = 1 kg
Korkeus (k) = 2 metriä
Painovoimakiihtyvyys (g) = 10 m/s2
Kysytty Painovoiman kappaleeseen tekemä työ (W)
Jawab :
Painovoiman eli painon (w) suunta on pystysuunnassa alaspäin, kappaleen siirtymän (s) suunta on myös pystysuunnassa alaspäin, joten painovoima on samaan suuntaan kuin kappaleen siirtymä.
W = F s = wh = mgh
W = (1)(10)(2) = 20 joulea
4. Jousi ripustetaan 1 kg:n massalla siten, että jousi kasvaa pituuttaan 2 cm. Jos painovoimakiihtyvyys on 10 m/s2, määritä (a) jousivakio (b) jousen kuorman vaikutuksesta tekemä työ
Keskustelu
Se tiedetään :
Massa (m) = 1 kg
Painovoimakiihtyvyys (g) = 10 m/s2
Jousen pituuden kasvu (x) = 2 cm = 0,02 metriä
Kysytty : jousivakio ja jousivoiman tekemä työ
Jawab :
(a) Jousivakio
Hooken lain kaava :
F = k x.
Käännä tämä kaava käänteiseksi jousivakion laskemiseksi:
k = F / x = w / x = mg / x
k = (1)(10) / 0,02 = 10 / 0,02
k = 500 Newtonia/metri
(b) Jousivoiman tekemä työ
W = – ½ kx2
W = –½ (500)(0,02)2
W = – (250)(0,0004)
W = -0,1 joulea
Jousivoiman kuormaan tekemä työ on negatiivinen, koska jousivoiman suunta on vastakkainen kuorman siirtymän suuntaan nähden.
5. Lattialla olevaa laatikkoa kiihdytetään 10 N voimalla siten, että laatikko liikkuu 2 metrin matkan. Jos työntövoima on samaan suuntaan kuin laatikon siirtymä ja laatikkoon vaikuttaa 2 Newtonin kineettinen kitkavoima, niin laatikkoon tehty kokonaistyö on...
Keskustelu
Se tiedetään :
Voima (F) = 10 Newtonia
Kineettinen kitkavoima (Fk) = 2 Newtonia
Siirtymä (s) = 2 metriä
Kysytty Kokonaisponnistus (Wkoko)
Jawab :
Voiman tekemä työ (F):
W1 = F s cos 0 = (10)(2)(1) = 20 joulea
Kineettisen kitkavoiman (F) tekemä työk):
W2 =Fk s = (2)(2)(cos 180) = (2)(2)(-1) = -4 joulea
Kokonaisponnistus on:
Wkoko =W1 - W2
Wkoko = 20 - 4
Wkoko = 16 joulea
6. Kappale, jonka massa on 5 kg, on 10 metriä maanpinnan yläpuolella. Painovoimakiihtyvyys on 10 m/s⁻² . Kappaleen siirtämiseen 15 metrin korkeuteen maanpinnan yläpuolelle tarvittava työ on...
A. 75 joulea
Noin 250 joulea
C. 500 joulea
D. 750 joulea
E. 1.250 Joulea
Keskustelu
Tiedetään, että:
Kappaleen massa (m) = 5 kg
Korkeus (k) = 10 metriä
Painovoiman kiihtyvyys (g) = 10 m/ s²
Kysymys: Yritys siirtää esine 15 metrin korkeuteen
Vastaus:
Kappaleen liikuttamiseen tarvittava voima on vähintään yhtä suuri kuin kappaleeseen vaikuttava painovoima.
Painovoiman tekemän työn kaava:
W = wh = mgh
Kuvaus: W = ponnistus, w = painovoima, h = korkeus, m = massa, g = painovoimakiihtyvyys
Tehdyn työn kaava on:
W = wh = mgh = (5 kg)(10 m/s² ) (10 m) = 500 kg m² / s² = 500 joulea
Oikea vastaus on C.
7. 2 kg painava kappale liikkuu sileällä pinnalla nopeudella 2 m/s⁻¹ . Muutaman hetken kuluttua kappale liikkuu nopeudella 5 m/s⁻¹ . Kappaleeseen tänä aikana tehty työ on…
A. 4 joulea
Noin 9 joulea
Noin 15 joulea
D. 30 000 joulea
E. 25 Joulea
Keskustelu
Tiedetään, että:
Kappaleen massa (m) = 2 kg
Alkunopeus (v0 ) = 2 ms –1
Loppunopeus (vt ) = 5 ms –1
Kysymys: Kappaleelle tehty työ kyseisenä aikana
Vastaus:
Työ-kineettisen energian teoreema sanoo, että kappaleeseen tehty kokonaistyö on yhtä suuri kuin kappaleen kineettisen energian muutos. Matemaattisesti:
W = ΔEK = EK 2 - EK 1 = 1/2 mv t 2 - 1/2 mv o 2 = 1/2 m (v t 2 - v o 2 ) = 1/2 (2) (5 2 - 2 2 ) = (1) (25-4) = 21 joulea
8. 10 kg painava pöytä lepää aluksi sileällä lattialla, sitä työnnetään 3 sekunnin ajan, ja se liikkuu suoraviivaisesti kiihtyvyydellä 2 m s −2 . Tehdyn työn määrä on…
A. 20 joulea
Noin 30 joulea
Noin 60 joulea
D. 30 000 joulea
E. 360 Joulea
Keskustelu
Tiedetään, että :
Massa (m) = 10 kg
Alkunopeus (v0 ) = 0 (pöytä on aluksi paikallaan)
Aikaväli (t) = 3 sekuntia
Kiihtyvyys (a) = 2 m/ s²
Kysytty : vaivaa (W)?
Vastaus :
Laske ensin kuljettu matka GLBB-kaavalla:
s = v o t + ½ kohdassa 2 = (0)(3) + ½ (2)(3) 2
s = 0 + (1)(9) = 9
Pöydällä tehty työ:
W = F s = (ma)(s) = (10)(2)(9) = 180 joulea
Oikea vastaus on D.
9. Kuvassa esitetyllä tavalla vakiovoima F = 1,5 N työntää ylöspäin 15 kg:n massaista kappaletta kaltevalla tasolla. Oletetaan, että painovoimakiihtyvyys (g) on 10 ms⁻² ja kappaleen ja kaltevan tason välinen kitka on nolla. Kappaleeseen tehty kokonaistyö on…
A. 15 J
B. 30 J
Noin 35 J
D. 45 J
E. 50 J
Keskustelu
Tiedetään, että :
Lohkon massa (m) = 1,5 kg
Painovoiman kiihtyvyys (g) = 10 m/ s²
Lohkon paino (w) = mg = (1,5)(10) = 15 Newtonia
Työntövoima (F) = 15 Newtonia
Kysymys : lohkoon tehty kokonaistyö (W)?
Vastaus :
Lohkareeseen vaikuttaa kaksi voimaa: lohkon siirtymän suuntainen voima eli työntövoima (F) ja lohkon paino, joka on yhdensuuntainen kaltevan tason pinnan kanssa (w x ).
Työntövoiman tekemä työ on:
W1 = Fs = (15 N)(2 m) = 30 Nm = 30 joulea
Painovoiman tekemä työ wx:
W2 = w x s = (w sin 30 ° )(2 m) = (15 N)(1/2)(2 m) = 15 N m = 15 joulea
Lohkolla tehty kokonaistyö:
W yhteensä = W1 – W2 = 30 J – 15 J = 15 joulea
Oikea vastaus on A.