Egzanp kesyon sou Enèji Mekanik

6 Egzanp Kesyon sou Enèji Mekanik

Teyorèm travay-enèji mekanik

1. Gade imaj sa a ki montre deplasman blòk la! Sipoze g = 10 m/s ^2. Si koyefisyan friksyon sinetik ant blòk la ak planche a se μ k = 0,5, alò valè deplasman objè a (s) se ….

A. 5,00 mèt

B. 4,25 mèt

C. 3,00 mèt

D. 2,50 mèt

Lès 2,00 mèt

Pembahasan

Li konnen ke :

Koyefisyan friksyon sinetik ( μk ) = 0,5

Mas blòk la (m) = 4 kg

Akselerasyon akòz gravite (g) = 10 m/ ^s²

Pwa blòk la (w) = mg = (4)(10) = 40 Newton

Si blòk la sou yon sifas plat, fòs nòmal la (N) = pwa (w) = 40 Newton.

Vitès inisyal ( _v1 ) = 5 m/s

Vitès final (v2 ₎ = 0 m/s

Kesyon an se : deplasman objè (yo)?

Repons :

Teyorèm travay-enèji mekanik la deklare ke travay (W) ki fèt pa yon fòs ki pa konsèvatif egal a chanjman nan enèji mekanik objè a oswa enèji mekanik final la (EM2 ₎ – enèji mekanik inisyal la (EM1 ₎ . Friksyon sinetik se yon fòs ki pa konsèvatif epi sèl fòs ki pa konsèvatif ki aji sou blòk la se fòs friksyon sinetik la.

W = Δ EM

f _k s = EM ₂ – EM ₁

Travay ki fèt pa friksyon sinetik:

W = _fks = ( μk ) (N)(s) = (0,5)(40)(s) = 20 s

Chanjman nan enèji mekanik:

Δ EM = EM ₂ – EM ₁ = (EK + EP) ₂ – (EK + EP) ₁

Yon objè ap deplase sou yon sifas plat epi li pa sibi yon chanjman nan wotè ( Δ h = 0) kidonk pa gen okenn chanjman nan enèji potansyèl gravitasyonèl ( Δ EP = EP ₂ – EP ₁ = 0). Kidonk chanjman nan enèji mekanik sèlman enplike chanjman nan enèji sinetik.

Δ EM = EK ₂ – EK ₁ = ½ mv ₂ ² – ½ mv ₁ ² = ½ m (v ₂ ² – v ₁ ² )

Δ EM = ½ (4)(0 ² – 5 ² ) = (2)(25) = 50

Deplasman blòk la se:

W = Δ EM

20 sec = 50

s = 50 / 20 = 2,5 mèt

Repons ki kòrèk la se D.

Lwa konsèvasyon enèji mekanik

2. Objè A ak B gen menm mas la. Objè A tonbe soti nan yon wotè h mèt epi B tonbe soti nan 2h mèt. Si A frape tè a ak yon vitès vm/s, alò objè B ap frape tè a ak yon enèji sinetik….

A. 2 ^mv2

B. mv ²

C. 3/4 ^mv2

D. 1/2 ^mv2

E. 1/4 ^mv²

Pembahasan

Vitès final objè B ki tonbe lib soti nan yon wotè 2h se:

v2 = ² g (2h) = 4 gh

Enèji sinetik objè B a se:

EK _B = ½ mv2 ⁼ ½ m (4 gh) = 2 mgh —– Ekwasyon 1

Enèji mekanik inisyal objè B a se enèji potansyèl gravitasyonèl = mg h. Enèji mekanik final objè B a se enèji sinetik = ½ mv ².

Lwa konsèvasyon enèji mekanik :

mgh = ½ ^mv².

Piske mgh = ½ mv² ^, nou ka ranplase mgh nan ekwasyon 1 an ak ½ ^mv².

Enèji sinetik objè B = 2 mgh = 2(½ mv² ⁾ = ^mv²

Repons ki kòrèk la se B.

3. Gade foto ki anba a! Yon objè tonbe libman soti nan yon wotè 20 m. Si akselerasyon gravite a se 10 m/s, alò vitès objè a lè li 15 m anlè tè a se….

A. 2 m/s

B. 5 m/s

C. 10 m/s

D. 15 m/s

Lès 20 m/s

Pembahasan

Enèji mekanik final = enèji mekanik inisyal

Enèji sinetik objè a nan pwen 2 = rediksyon nan enèji potansyèl gravitasyonèl pa 5 mèt

½ mv² ⁼ mgh

½ v ² = (10)(20-15)

½ v ² = (10)(5)

½ v ² = 50

v2 = ( ² )(50)

v2 = ¹⁰⁰

v = 10 m/s

Repons ki kòrèk la se C.

4. Yo kenbe yon blòk anlè yon plan enkline jan yo montre nan figi a. Lè yo lage l, blòk la glise san friksyon sou plan enkline a. Vitès blòk la lè li rive anba plan enkline a se…

A. 6 ms^-1

B. 8 ms ^-1

C. 10 ms ^-1

D. 12 ms ^-1

E. 16 ms ^-1

Pembahasan

Enèji mekanik inisyal = enèji potansyèl gravitasyonèl = mgh = m (10)(5) = 50 m

Enèji mekanik final = enèji sinetik = 1/2 ^mv²

Lwa konsèvasyon enèji mekanik la di ke enèji mekanik inisyal = enèji mekanik final.

EM _o = EM _t

50 m = 1/2 ^mv²

50 = 1/2 kont ²

2 (50) = ^v2

100 = ^v2

v = 10 m/s

Repons ki kòrèk la se C.

5. Yo lage yon blòk ki gen yon mas m kg soti nan yon wotè h mèt anlè tè a jan yo montre nan foto a. Rapò enèji potansyèl (EP) ak enèji sinetik (EK) lè li nan pwen M se….

A. 1:3

B. 1:2

C. 2:1

D. 2:5

E. 3:7

Pembahasan

Enèji potansyèl gravitasyonèl nan pwen M:

EP _M = mg (0,3 èdtan)

Enèji sinetik nan pwen M = rediksyon nan enèji potansyèl gravitasyonèl pa h-0,3h = 0,7 h

EK _M = EP = mg (0,7 èdtan)

Rapò enèji potansyèl gravitasyonèl ak enèji sinetik nan pwen M lan se:

EP _M : EK _M

mg (0,3 èdtan) : mg (0,7 èdtan)

0,3: 0,7

3: 7

Repons ki kòrèk la se E.

6. Gade foto objè A k ap tonbe libman soti nan pwen P anba a!

Si EP _Q ak EK _Q se enèji potansyèl la ak enèji sinetik la nan pwen Q respektivman (g = 10 m/s ² ), alò EP _Q : EK _Q se….

A. 16:9

B. 9:16

C. 3:2

D. 2:3

E. 2:1

Pembahasan

Enèji potansyèl gravitasyonèl nan pwen Q:

EP _Q = mgh = (m)(10)(1,8) = 18 m

Enèji sinetik nan pwen Q = rediksyon nan enèji potansyèl gravitasyonèl pa 5-1,8 = 3,2 mèt

EK _Q = EP = mgh = m (10)(3,2) = 32 m

Rapò enèji potansyèl gravitasyonèl ak enèji sinetik nan pwen Q a se:

EP _Q : EK _Q

18 mèt : 32 mèt

18: 32

9: 16

Sous kesyon an:

Kesyon fizik pou egzamen nasyonal la pou lekòl segondè/lekòl pwofesyonèl