9 dæmi um spurningar um lögmál Hookes
1. Grafið sem sýnir samband krafts (F) og lengdaraukningar (x) er sýnt á myndinni hér að neðan. Fjöðurstuðullinn samkvæmt grafinu er…
Umræða
Formúla Lögmál Hookes :
k = F / x
Upplýsingar:
F = kraftur (alþjóðlega einingin er Newton, skammstafað N)
k = fjöðrunarstuðull (alþjóðlega einingin er Newton/meter, skammstafað N/m)
x = lengdaraukning (alþjóðlega einingin er metrar, skammstafað m)
1. Kúla A og kúla B, hvor um sig með massa upp á 200 grömm, rekast saman á fullkomlega teygjanlegan hátt. Ef kúla A hreyfist á hraðanum 10 m/s fyrir áreksturinn og kúla B er kyrr, þá er hraði kúlu A og kúlu B eftir áreksturinn...
Umræða
Það er vitað :
Massi kúlu A (mA) = 200 grömm = 0,2 kg
Massi kúlu B (mB) = 200 grömm = 0,2 kg
Hraði kúlunnar A fyrir áreksturinn (vA) = 10 m/s
Hraði kúlu B fyrir áreksturinn (vB) = 0
1. Kúla með massa 30 grömm sem ferðast á hraðanum 30 m/s lendir á viðarkubbi með massa 1 kg sem er í kyrrstöðu. Ákvarðið hraða kubbsins ef kúlan er fest í kubbnum!
Umræða
Það er vitað :
Massi kúlunnar (m1) = 30 grömm = 0,03 kg
Massi blokkarinnar (m2) = 1 kg
Upphafshraði kúlunnar (v1) = 30 m/s
Upphafshraði blokkarinnar (v2) = 0 (kyrrstæður blokk)
Spurði hraði kúlunnar og blokkarinnar eftir áreksturinn (v')
3 Dæmi um árekstra sem eru að hluta til teygjanlegir
1. 500 gramma hlutur hreyfist á hraðanum 10 m/s og 200 gramma hlutur hreyfist á hraðanum 12 m/s. Hlutirnir tveir færast hvor að öðrum og rekast saman. Ef hraði 500 gramma hlutarins er 6 m/s eftir áreksturinn, þá er hraði 200 gramma hlutarins…
Umræða
Það er vitað :
Massi hlutar 1 (m1) = 500 grömm = 0,5 kg
Massi hlutar 2 (m2) = 200 grömm = 0,2 kg
Upphafshraði hlutar 1 (v1) = -10 m/s
Upphafshraði hlutar 2 (v2) = 12 m/s
Lokahraði hlutar 1 (v1') = 6 m/s
8 dæmi um línulega skriðþunga spurningar
1. Hlutur með massa 1 kg hreyfist með hraðanum 10 m/s. Momentum hluturinn er…
Umræða
Það er vitað :
Massi (m) = 1 kg
Hraði (v) = 10 m/s
Spurði línuleg skriðþunga (p)
Jawab :
Formúla fyrir skriðþunga: p = mv
Lýsing: p = skriðþungi, m = massi, v = kecepatan.
Skriðþungi hlutar er:
p = mv = (1)(10) = 10 kg m/s2
11 dæmi um skriðþunga- og hvataspurningar
1. Kúla með massa 0,2 kg er kastað lárétt á hraða 10 m/s og lendir á vegg, síðan skoppar kúlan til baka á sama hraða. Breytingin á skriðþunga kúlunnar er...
Umræða
16 dæmi um spurningar um lögmálið um varðveislu vélrænnar orku
Lögmálið um varðveislu vélrænnar orku í frjálsu falli
1. Kókos sem vegur 2 kg fellur frjálslega úr 6 metra hæð. Hreyfiorka kókosnunnar þegar hún lendir á jörðinni er… g = 10 m/s2
Umræða
Það er vitað :
Massi kókos (m) = 2 kg
Hæð (h) = 6 metrar
Þyngdarhröðun (g) = 10 m/s2
Spurði : hreyfiorka (EK)
2 Dæmi um valdaspurningar
Afl er hraðinn sem vinna er unnin á átak eða viðleitni sem gerð er á ákveðnu tímabili.
Metrískt séð er afl hlutfallið milli fyrirhafnar og tíma.
P = W / t
Lýsing: P = afl (eining Joule/sekúndu), W = vinna (Joule) og t = tímabil (sekúnda)
Út frá þessari jöfnu má álykta að því meiri sem hraði vinnunnar er, því meiri er aflið, og öfugt, því minni sem hraði vinnunnar er, því minni er aflið.
Afl er skalarstærð. Alþjóðlega einingakerfið fyrir afl er joule/sekúnda. Joule/sekúnda = watt (stytt W), nefnt til heiðurs James Watt.
Breska mælieiningakerfið fyrir afl er 1 pund-fót-afl á sekúndu. Þessi eining er of lítil til hagnýtrar notkunar, þannig að stærri eining, hestöfl (stytt hp), er notuð. 1 hestöfl = 550 pund-fót-afl á sekúndu = 764 vött = ¾ kílóvött.
1. Fjöður er beitt 2 kg álagi og hengdur lóðrétt á stand. Ef fjöðurinn lengist um 4 cm, þá breytist breytingin á hugsanleg orka Teygjanleiki fjöðursins er… g = 10 m/s2
Umræða
Það er vitað :
Massi byrðis (m) = 2 kg
Þyngdarhröðun (g) = 10 m/s2
Þyngd álags (w) = mg = (2)(10) = 20 Newton
Aukning á lengd fjöðursins (x) = 4 cm = 0,04 metrar
Spurði Teygjanleg stöðuorka fjöðursins
1. Hlutur með massa upp á 1 kg frjálst fall úr 10 metra hæð upp að yfirborði jarðar. Ákvarðið:
(a) Vinna sem þyngdarkrafturinn vinnur á hlutnum
(b) Breytingar hugsanleg orka þyngdarafl
Þyngdarhröðun (g) = 10 m/s2
Umræða
Það er vitað :
Massi hlutar (m) = 1 kg
Hæð (h) = 10 metrar
Þyngdarhröðun (g) = 10 m/s2
Svar:
(a) Vinna sem þyngdarkrafturinn framkvæmir
Þegar hlutur fellur frjálslega er hreyfingarstefna hlutarins niður á við og stefna þyngdarkraftsins sem verkar á hlutinn (þyngd hlutarins) er einnig niður á við. Þar sem þeir eru í sömu átt falla þyngdarkraftarnir saman eða mynda hornið 0.o með stefnu hreyfingar hlutarins. Cos 0 = 1 og hver tala margfölduð með 1 er sú sama og sú tala, þannig að cos 0 þarf ekki að vera með í útreikningsformúlunni.
Vinnuformúlan er W = F s, þar sem W = vinna, F = kraftur og s = tilfærsla. Ef þetta er leiðrétt fyrir þetta dæmi breytist vinnuformúlan í W = wh = mgh, þar sem W = vinna, w = þyngdarafl, h = breyting á hæð hlutarins, m = massi hlutarins, g = þyngdarhröðun.
Þannig að vinnan sem þyngdaraflið vinnur er:
W = wh = mgh = (1)(10)(10) = 100 Júl