Ka mālama ʻana i ka ikehu mīkini - nā pilikia a me nā hoʻonā
1. Ua hoʻokuʻu ʻia kahi poloka m-kg mai luna mai o ka mokulele inclined laumania , e like me ka mea i hōʻike ʻia ma ke kiʻi ma lalo nei. ʻO ka hoʻohālikelike ma waena o ka ikehu hiki ke umekaumaha a me ka ikehu kinetic o ka poloka ma kahi M…
pāʻoihana
Ikehu hiki ke hoʻopaʻa ʻia ma ke kiko M:
PE M = mg (1/3h) = 1/3 mgh
Ikehu kinetic ma ke kiko M:
KE M = EP = mg (2/3 h) = 2/3 mgh
EP M : EK M
1/3 mgh : 2/3 mgh
1/3 : 2/3
1: 2
2. He mea hoʻokele hau e paheʻe ana mai kahi kiʻekiʻe o A, e like me ka mea i hōʻike ʻia ma ke kiʻi ma lalo nei. Inā ʻo ka wikiwiki mua = 0 a ʻo ka wikiwiki ma muli o ke koʻikoʻi he 10 ms -2 , a laila he aha ka wikiwiki o ka mea hoʻokele hau ma kahi B.
ʻIke ʻia:
Ka wikiwiki mua (v o ) = 0
Ka wikiwiki ma muli o ke koʻikoʻi (g) = 10 m/s 2
ʻO ka loli o ke kiʻekiʻe = 50 mika – 10 mika = 40 mika
Makemake ʻia: Ka wikiwiki o ka mea heʻe hau ma ke kiko B
Lōlā:
ʻO ke kumumanaʻo o ka mālama ʻana i ka ikehu mechanical e ʻōlelo ana ʻo ka ikehu mechanical mua = ka ikehu mechanical hope loa.
ʻO ka ikehu mechanical mua = ka ikehu hiki ke loaʻa ma kahi B (ke kiʻekiʻe = 40 mika)
ʻO ka ikehu mechanical hope loa = ikehu kinetic ma ke kiko B
ʻO ka ikehu mechanical hope loa = ʻO ka ikehu mechanical mua
½ mv t 2 = mgh
½ v t 2 = gh
½ v t 2 = (10)(50-10)
½ v t 2 = (10)(40)
½ v t 2 = 400
v t 2 = (2)(400) = 800
v t = √800 = √(2)(400) = 20√2 m/s
3. Hoʻomaka kahi mea e paheʻe mai kahi kiko o A me ka ʻole o ka wikiwiki mua. Inā ʻaʻohe ikaika friction, he aha ka wikiwiki o ka mea ma ke kiko haʻahaʻa loa.
ʻIke ʻia:
Ka nuipa o ka mea = m
Ka wikiwiki mua (v o ) = 0
Kiʻekiʻe (h) = 20 mika
Ka wikiwiki ma muli o ke koʻikoʻi (g) = 10 m/s 2
Makemake ʻia: Ka wikiwiki hope loa ( vt )
Lōlā:
Ikehu mechanical mua (ME 1 ) = Ikehu hiki ke umekaumaha ma ke kiko A (PE A ) = mgh = (m)(10)(20) = 200 m
Ikehu mīkini hope loa (ME 2 ) = ikehu kinetic (KE) = ½ mv t 2
ʻO ka wikiwiki o ka mea ma ke kiko haʻahaʻa loa (vt )?
E hoʻopili i ke kumumanaʻo o ka mālama ʻana i ka ikehu mechanical e ʻōlelo ana ʻo ka ikehu mechanical mua = ka ikehu mechanical hope loa.
EM1 = EM2
200 m = ½ mv t 2
200 = ½ v t 2
400 = v t 2
vt = 20 m/ s
4. Hāʻule manuahi kahi pōpō 2-kg mai kahi A, e like me ka mea i hōʻike ʻia ma ke kiʻi ma lalo (g = 10 ms -2 ). Ma hope o ka hōʻea ʻana i kahi B, ʻo ka ikehu kinetic = 2 manawa o ka ikehu hiki. He aha ke kiʻekiʻe o ke kiko B ma luna o ka ʻili o ka honua.
ʻIke ʻia:
Ka nuipa o ka pōpō (m) = 2 kg
Ka wikiwiki ma muli o ke koʻikoʻi (g) = 10 ms -2
Ke kiʻekiʻe o ke kiko A (h A ) = 90 mika
Makemake ʻia: Ke kiʻekiʻe o ke kiko B (h B )
Lōlā:
I ka hōʻea ʻana i kahi B, ʻo ka ikehu kinetic o ka pōpō ma kahi B = 2 manawa o ka ikehu hiki ke umekaumaha ma kahi B.
EK = 2 EP
½ mv 2 = 2 mgh B
½ v 2 = 2 gh B
v 2 = 2(2)(10) h B
v 2 = 40 h B
Ka wikiwiki (v) o ka pōpō i kona hiki ʻana i kahi B ma hope o ka hāʻule manuahi ʻana mai kahi A:
v 2 = 2 gh = 2(10)(90–h B ) = 20(90–h B )
E pani iā v 2 ma ka hoohalike ma luna me v 2 ma kēia hoohalike.
v 2 = 40 h B
20(90–h B ) = 40 h B
1800–20 h B = 40 h B
1800 = 40 h B + 20 h B
1800 = 60 h B
h B = 1800 / 60
h B = 30 mika
5. Hoʻokuʻu ʻia kahi pōpō 1-kg a paheʻe i lalo mai kahi A a i kahi C, e like me ka mea i hōʻike ʻia ma ke kiʻi ma lalo nei. Inā ʻo ka wikiwiki ma muli o ke koʻikoʻi = 10 ms -2 , he aha ka ikehu kinetic o ka pōpō i kona hiki ʻana i kahi C.
ʻIke ʻia:
Ka nuipa o ka pōpō (m) = 1 kg
Ka wikiwiki ma muli o ke koʻikoʻi (g) = 10 m/s 2
ʻO ka loli o ke kiʻekiʻe (h) = 0.75 m
ʻO ka ikehu hiki mua (PE o ) = mgh = (1)(10)(0.75) = 7.5 Joules
Ka ikehu kinetic mua (KE o ) = ½ mv o 2 = ½ m (0) 2 = 0
ʻO ka ikehu hiki ke hoʻopaʻa ʻia o ka umekaumaha hope loa (PE t ) = mgh = mg (0) = 0
Makemake ʻia: Ikehu kinetic o ka pōpō ma ke kiko C
Lōlā:
ʻO ka ikehu mechanical mua (ME o ) = ʻO ka ikehu mechanical hope loa (ME t )
ʻO ka ikehu hiki ke hoʻokele ʻumekaumaha mua (PE o ) + ka ikehu kinetic mua (KE o ) = ʻO ka ikehu hiki ke hoʻokele ʻumekaumaha hope loa (PE t ) + ka ikehu kinetic hope loa (KE t )
7.5 Joules + 0 = 0 + KE t
7.5 Joules = KE t
Ikehu kinetic o ka pōpō ma ke kiko C = 7.5 Joules.
6. Ua hoʻokuʻu ʻia kahi pōpō 2-kg mai kahi A, e like me ka mea i hōʻike ʻia ma ke kiʻi ma lalo nei. He laumania ka mokulele piʻo. Inā ʻo ka wikiwiki ma muli o ke koʻikoʻi he 10 ms -2 , he aha ka ikehu kinetic o ka pōpō ma kahi B.
ʻIke ʻia:
Ka nuipa o ka pōpō (m) = 2 kg
Ka wikiwiki ma muli o ke koʻikoʻi (g) = 10 m/s 2
ʻO ka loli o ke kiʻekiʻe (h) = 120 kenimika = 1.2 mika
ʻO ka ikehu hiki ke hoʻomaka ʻia o ke umekaumaha (PE o ) = mgh = (2)(10)(1.2) = 24 Joules
ʻO ka ikehu kinetic mua (KE o ) = ½ mv o 2 = ½ m (0) 2 = 0
ʻO ka ikehu hiki ke hoʻopaʻa ʻia o ka umekaumaha hope loa (PE t ) = mgh = mg (0) = 0
Makemake ʻia: Ikehu kinetic o ka pōpō ma ke kiko B
Lōlā:
ʻO ka ikehu mechanical ma ke kiko A (ka ikehu mechanical mua) = ka ikehu mechanical ma ke kiko B (ka ikehu mechanical hope loa)
ʻO ka ikehu mechanical mua (ME o ) = ka ikehu mechanical hope loa (ME t )
ʻO ka ikehu hiki ke hoʻokele ʻumekaumaha mua (PE o ) + ka ikehu kinetic mua (KE o ) = ka ikehu hiki ke hoʻokele ʻumekaumaha hope loa (PE t ) + ka ikehu kinetic hope loa (KE t )
24 Joules + 0 = 0 + KE t
24 Joules = KE t
Ikehu kinetic (KE) o ka pōpō ma ke kiko C = 24 Joules.
7. Loaʻa i kahi mea kahi ikehu mechanical paʻa, ikehu kinetic nui aʻe, a me kahi ikehu hiki ke hoʻemi ʻia o ka umekaumaha. ʻO ka mea…
A. I ka hoʻomaha ʻana
B. neʻe i luna
C. neʻe i lalo
D. Hoʻolalelale ʻia i luna
Lōlā:
Ke piʻi nei ka ikehu kinetic ʻo ia hoʻi ke piʻi nei ka wikiwiki o ka mea a ua emi iho ka ikehu hiki ke umekaumaha ʻo ia hoʻi ua liʻiliʻi ke kiʻekiʻe o ka mea mai ka ʻili lepo. Hana ʻia kēia ke neʻe ka mea mai kahi kiʻekiʻe i lalo i ka honua.
Ua hōʻike ʻia ka pilina ma waena o ka wikiwiki a me ka ikehu kinetic e ke ʻano ikehu kinetic:
KE = ½ mv 2
Wehewehe ʻana o ke ʻano hana: KE = ikehu kinetic, m = nuipa, v = wikiwiki
Hōʻike ʻia ka pilina ma waena o ke kiʻekiʻe a me ka ikehu hiki ke umekaumaha e ke ʻano ikehu hiki ke umekaumaha:
PE = mgh
Wehewehe ʻana o ke ʻano hana: PE = ikehu hiki ke hoʻopaʻa ʻia ke kaumaha, m = nuipa, g = wikiwiki o ke kaumaha, h = kiʻekiʻe
ʻO ka pane pololei ʻo C.
- He aha ka ikehu mechanical?
- pane mai: ʻO ka ikehu mechanical ka huina o ka ikehu kinetic a me ka ikehu hiki o kahi mea. Pili ka ikehu kinetic i ka neʻe ʻana o kahi mea, ʻoiai pili ka ikehu hiki i kona kūlana a i ʻole ke ʻano.
- He aha ke ʻano o ke kumumanaʻo o ka mālama ʻana i ka ikehu mechanical?
- pane mai: ʻŌlelo ke kumumanaʻo i loko o kahi ʻōnaehana kaʻawale me nā ikaika conservative wale nō e hana ana, e mau ana ka ikehu mechanical holoʻokoʻa. ʻO ia hoʻi, ʻaʻole e loli ka huina o ka ikehu kinetic a me ka ikehu hiki i ka hala ʻana o ka manawa.
- Pehea ka hopena o nā mana conservative a me nā mana non-conservative i ka mālama ʻana i ka ikehu mechanical?
- pane mai: ʻAʻole hoʻololi nā mana conservative, e like me ke umekaumaha, i ka ikehu mechanical holoʻokoʻa o kahi ʻōnaehana. Hiki iā lākou ke hoʻololi i ka ikehu hiki ke lilo i ikehu kinetic a i ʻole ka ʻaoʻao ʻē aʻe, akā e mau ana ka huina. Hiki i nā mana non-conservative, e like me ka friction, ke hoʻopau i ka ikehu mechanical, e hoʻololi pinepine ana iā ia i ikehu thermal.
- No ke aha i mālama ʻole ʻia ai ka ikehu mechanical i nā hiʻohiʻona honua maoli e pili ana i ka friction?
- pane mai: He ikaika mālama ʻole ka haʻihaʻi. Ke neʻe nā mea i kekahi i kekahi, hoʻololi ka haʻihaʻi i kekahi o ka ikehu mechanical o ka ʻōnaehana i ikehu thermal, e alakaʻi ana i ka emi ʻana o ka ikehu mechanical holoʻokoʻa o ka ʻōnaehana.
- Pehea e hōʻike ʻia ai ka mālama ʻana o ka ikehu mechanical ma kahi pendulum e lele ana?
- pane mai: I ka loaʻa ʻole o ke kū'ē ʻana o ka ea (kahi ikaika non-conservative), i ka piʻi ʻana o ka pendulum i luna, ua hoʻololi ʻia kona ikehu kinetic i ikehu hiki ke hoʻopaʻa ʻia e ka umekaumaha. Ma ke kiko kiʻekiʻe loa o kona piʻi ʻana, loaʻa iā ia ka ikehu hiki ke kiʻekiʻe loa a me ka ikehu kinetic liʻiliʻi loa. I kona piʻi ʻana i lalo, ua hoʻololi ʻia kēia ikehu hiki ke kinetic i ikehu kinetic. Noho mau ka ikehu mechanical holoʻokoʻa, ʻoiai ke hoʻololi nei nā ʻano ikehu.
- No ke aha e kū ai ka pōpō e lele ana me ka ʻole o nā mana o waho?
- pane mai: Ke lele ka pōpō, ʻaʻole i hoʻololi ʻia kona ikehu kinetic a pau i ikehu hiki. Ua nalowale kekahi ikehu, pinepine ma ke ʻano he kani a i ʻole he deformation o ka pōpō, a ʻoi aku hoʻi ma muli o ka friction kūloko i loko o ka mea o ka pōpō. He mau ʻano kēia o nā ikaika non-conservative e pāʻani ana, e hoʻemi ana i ka ikehu mechanical o ka pōpō me kēlā me kēia lele a hiki i ka wā e hoʻomaha ai.
- I loko o kahi kaʻa holo kaʻa, aia ma hea ka ikehu mechanical kiʻekiʻe loa a me ka haʻahaʻa loa?
- pane mai: ʻO ka ikehu mechanical holoʻokoʻa o ka roller coaster e mau ana inā mākou e hoʻowahāwahā i ke kū'ē ʻana o ka ea a me ka friction. Eia nō naʻe, ma ke kiko kiʻekiʻe loa, aia ka ikehu hiki i kona kiʻekiʻe loa ʻoiai ʻo ka ikehu kinetic ma kona liʻiliʻi loa. I kona iho ʻana, hoʻololi ka ikehu hiki i ka ikehu kinetic, no laila ma ke kiko haʻahaʻa loa, aia ka ikehu kinetic i kona kiʻekiʻe loa a ʻo ka ikehu hiki i kona liʻiliʻi loa.
- Pehea e kōkua ai ka mālama ʻana i ka ikehu mechanical i ka hoʻomaopopo ʻana i nā orbits planetary?
- pane mai: Loaʻa i nā hōkūhele e kaapuni ana i kahi hōkū e like me ka Lā ka ikehu kinetic (ma muli o ko lākou neʻe ʻana) a me ka ikehu hiki ke umekaumaha (ma muli o ko lākou kūlana e pili ana i ka Lā). Ke neʻe kokoke aku ka hōkūhele i ka Lā, e wikiwiki ana ia, e hoʻonui ana i kona ikehu kinetic ʻoiai e emi ana kona ikehu hiki ke umekaumaha, a ʻo ka ʻaoʻao ʻē aʻe. Noho mau ka ikehu mechanical holoʻokoʻa o ka honua i ka hala ʻana o ka manawa, me ka manaʻo he mea liʻiliʻi nā mana ʻē aʻe (e like me nā hōkūhele ʻē aʻe).
- No ke aha i hāʻule ʻole ai kahi satelite ma kahi orbit paʻa i ka Honua?
- pane mai: ʻOiai ke huki ʻia nei ka satelite i ka Honua ma muli o ke koʻikoʻi, ʻo kona ikehu kinetic i mua e hoʻomau iā ia e neʻe i loko o kona orbit. ʻO ke kaulike o kēia ikehu kinetic a me ka ikehu hiki ke koʻikoʻi e mālama i ka satelite i loko o kahi orbit paʻa me ka ikehu mechanical mau.
- Inā hoʻomaka kahi mea heʻe hau mai ka hoʻomaha ma ka piko o kahi puʻu ʻaʻohe friction a laila heʻe i lalo, pehea e hoʻohālikelike ʻia ai kona wikiwiki ma lalo me ka hoʻomaka ʻana ma ka hapa o ka puʻu?
- pane mai: Ma kahi puʻu ʻaʻohe friction, ua mālama ʻia ka ikehu mechanical holoʻokoʻa o ka mea skier. Inā hoʻomaka ʻo ia mai luna loa, e loaʻa iā ia ka ikehu hiki ke hoʻomaka ma mua o ka hoʻomaka ʻana i lalo hapa. E hoʻololi piha ʻia kēia ikehu hiki i ka ikehu kinetic i kona iho ʻana. No laila, e ʻoi aku ka wikiwiki o kona holo ʻana ma lalo inā hoʻomaka ʻo ia ma luna ma mua o ka hoʻomaka ʻana i lalo hapa.
