Formula za rad i teorem o radnoj kinetičkoj energiji

Primjeri pitanja i formula za rad i teorem o radu i kinetičkoj energiji

Napor

1. Unuk gura bakina invalidska kolica u kružnom parku silom od 20 N, polumjer parka je 7 m, koliki rad unuk obavi za 2 okretaja?

1. 0 Joule
2. 1400 Joule
3. 1540 Joule
4. 1760 Joule

Rasprava
Poslovna formula: Rad = Sila x Pomak
Ako unuk dvaput gurne invalidska kolica, i unuk i invalidska kolica vratit će se u prvobitni položaj. Budući da je povratak u prvobitni položaj nula, pomak je nula.
Dakle, trud koji je unuk uložio je nula.
Točan odgovor je A.

2. Domar gura ormar po podu silom od 350 N. Pod vrši silu trenja od 70 N. Rad izvršen za pomicanje ormara 6 metara je:

1. 45 J
2. 72 J
3. 1680 J
4. 2580 J

Rasprava
Poznato je da:
Potisna sila (F) = 350 Newtona
Sila trenja (F_ukrasti) = 70 Newtona
Pomak ormara (s) = 6 metara
Pitao/la sam: Poslovanje (Z)
Odgovor:
Na tijelo djeluju dvije sile, a to su sila potiska (F) i sila trenja (F)._ukrasti).
Sila guranja je u istom smjeru kao i pomicanje ormara, pa sila guranja obavlja pozitivan rad. Obrnuto, sila trenja je u suprotnom smjeru od pomicanja ormara, pa sila trenja obavlja negativan rad.
Rad koji vrši sila potiska:
W = F s = (350 Newton)(6 metara) = 2100 Newton metara = 2100 Joula
Rad koji vrši sila trenja:
Š = – (Š_ukrasti)(s) = – (70 Newton)(6 metara) = – 420 Newton metara = – 420 Džula
Ukupni napor:
Ukupno W = 2100 džula – 420 džula
Ukupno W = 1680 Joulea
Točan odgovor je C.

Teorem o radno-kinetičkoj energiji

3. Na tijelo mase 16 kg djeluje konstantna sila od 8 N. Ako je tijelo u početku u mirovanju, tada je brzina tijela nakon što sila djeluje 4 sekunde….

1. 0,5 m / s
2. 2 m / s
3. 4 m / s
4. 8 m / s

Rasprava
Poznato je da:
Konstantna sila (F) = 8 Newtona
Masa objekta (m) = 16 kg
Početna brzina objekta (v_o) = 0 m/s
Vremenski interval tijekom kojeg sila djeluje na tijelo (t) = 4 sekunde
Pitao/la sam: Konačna brzina objekta (v_t)
Odgovor:
Rad = Promjena kinetičke energije
W = konačni EK – početni EK
W = ½ mv_t² – ½ mV_o²
W = ½ mv_t² - 0
W = ½ mv_t² —— Jednadžba 1

Rad = Sila x Pomak
W = F s
W = 8 s
Koristite formulu GLBB za izračun pomaka (s)
s = v_o t + ½ pri²
Opis: s = pomak, v_o = početna brzina, t = vrijeme, a = ubrzanje
s = 0 + ½ u² = ½ na² —-> a = (v_t - v_o) / t = v_t
s = ½ (v_t / t) t²
s = ½ (v_t) t
Zamijenite pomak (s) u jednadžbi rada s pomakom (s) u ovoj jednadžbi:
W = 8 s
W = 8(1/2)(v)_t)(t)
W = (4)(v)_t)(t) —— Jednadžba 2

Jednadžba 1 = Jednadžba 2
Š = Š
½ mV_t² = (4)(v)_t)(t)
½ mV_t = (4)(t)
½ (16)(v)_t) = 4(4)
8 v_t = 16
v_t = 16/8
v_t = 2 metra/sekundi
Točan odgovor je B.

4. Da bi se brzina objekta povećala dvostruko u odnosu na njegovu izvornu brzinu, potreban je napor od...

1. 4 puta veća od početne kinetičke energije
2. 3 puta veća od početne kinetičke energije
3. 2 puta veća od početne kinetičke energije
4. 1 puta veća od početne kinetičke energije

Rasprava
Poznato je da:
Pretpostavimo da je masa objekta (m) = 1 kg
Pretpostavimo da je početna brzina (v_o) = 1 m/s
Konačna brzina (v_t) = 2 x početna brzina = 2 x 1 = 2 m/s
Pitao/la sam: Napor = … ?
Odgovor:
Početna kinetička energija:
Početni EK = ½ mv_o² = ½ (1)(1)² = ½ (1)(1) = ½ (1) = 0,5
Konačna kinetička energija kada je brzina tijela dvostruko veća od početne brzine:
Konačni EK = ½ mv_t² = ½ (1)(2)² = ½ (4) = 2

Teorem o radnoj kinetičkoj energiji:
Rad = Promjena kinetičke energije
Rad = Konačna kinetička energija – Početna kinetička energija
Napor = 2 – 0,5
Napor = 1,5

Početna kinetička energija = 0,5
Napor = 3 x 0,5 = 1,5
Dakle, za povećanje brzine objekta na 2 puta veću od njegove izvorne brzine potreban je određeni rad 3 puta veća od početne kinetičke energije.
Točan odgovor je B.

Izvor pitanja:

Pitanja za OSN iz fizike za osnovnu školu