Þyngdarorkuorka – vandamál og lausnir

1. 1 kg líkami fellur frjálst úr kyrrstöðu, úr 10 m hæð.

Ákvarða:

( a) Vinna sem þyngdarkrafturinn framkvæmir

(b) Breyting á þyngdarorku

Þyngdarhröðun (g) = 10 m/ ^s²

Þekkt:

Massi (m²) = 1 kg

Hæð (h) = 10 m

Þyngdarhröðun (g) = 10 m/ ^s²

Þyngd (w) = mg = (1 kg)(10 m/s² ⁾ = 10 N

Lausn:

(a) Vinna sem þyngdarkrafturinn framkvæmir

W = wh = mgh

W = (1)(10)(10) = 100 Júl

(b) Breyting á þyngdarorku

Breytingin á stöðuorku þyngdaraflsins er jöfn þeirri vinnu sem þyngdaraflið vinnur.

ΔEP = 100 Júl

[irp]

2. Hlutur með þyngd á 10 N rennur niður á sléttu hallandi plani eftir 2 metra. Ákvarðið vinnuna sem þyngdarkrafturinn vinnur!

Þekkt:

þyngd (w) = 10 N

w _x = w sin θ = (10)(sin 30 ^o ) = (10)(0.5) = 5 N

d = 2 m

Þyngdarhröðun (g) = 10 m/ ^s²

Óskað er eftir: vinna unnin með þyngdarkrafti

Lausn:

W = F d = w _x d = (5)(2) = 10 Júl

Önnur lausn:

Sin 30 ^o = klst / d

0.5 = klst. / 2

h = (0.5)(2)

klst = 1 m

Vinna unnin með þyngdarkrafti;

W = F d = wh = (10 N)(1 m) = 10 N m = 10 Júl

[irp]

3. Hlutur sem vegur 1,500 gramma í 20 metra hæð yfir jörðu fellur frjálst til jarðar. Hver er þyngdarorkuhluturinn? Þyngdarhröðunin er 10 m/ ^s².

Þekkt:

Þyngdarhröðun (g) = 10 m/ ^s²

Massi (m) = 1500 grömm = 1500/1000 kílógrömm = 1.5 kílógrömm

Hæð (h) = 20 metrar

Óskað eftir: Þyngdarorkan

Lausn:

PE = mgh = (1.5 kg)(10 m/s² ⁾ (20 m) = 300 kg m² ^/ s² ⁼ 300 joule

4. Miðað við myndina hér að neðan, ef massi hlutar 1 er 2 kg og massi hlutar 2 er 4 kg, þá er samanburður á hugsanlegri orku hlutar 1 og hlutar 2 …..

Þekkt:

Massi hlutar 1 (m₁) = 2 kílógramm

Massi hlutar 2 (m² ₎ = 4 kílógrömm

Hæð 1 (h² ₎ = 12 metrar

Hæð 2 (h² ₎ = 9 metrar

Óskað er eftir: Samanburður á hugsanlegri orku hlutar 1 og hlutar 2

Lausn:

PE = mgh

m = massi (alþjóðleg eining er kílógramm, skammstafað kg)

g = þyngdarhröðun (alþjóðleg eining hennar er metrar á sekúndu í öðru veldi, skammstafað m/ ^s² )

h = hæð (alþjóðleg eining er metri, skammstafað m)

PE = þyngdarorkuorka (alþjóðleg eining hennar er kg m² ^/ s² ^eða Joule)

Þyngdarorkuorka hlutar 1:

EP ₁ = m ₁ gh ₁ = (2)(g)(12) = 24 g

Þyngdarorkuorka hlutar 2:

EP ₂ = m ₂ gh ₂ = (4)(g)(9) = 36 g

Samanburður á stöðuorku hlutar 1 og hlutar 2:

PE ₁ : PE ₂

24 g: 36 g

24: 36

24/12 : 36/12

2: 3

[wpdm_pakkaauðkenni='1175']

1. Vinna unnin með krafti, vandamál og lausnir
2. Vandamál og lausnir á vinnu-hreyfiorku
3. Vandamál og lausnir á meginreglunni um vinnu og vélræna orku
4. Vandamál og lausnir á þyngdarorku
5. Vandamál og lausnir á hugsanlegri orku teygjanlegra fjaðrir
6. Rafmagnsvandamál og lausnir
7. Notkun varðveislu vélrænnar orku fyrir frjálst fall
8. Notkun varðveislu vélrænnar orku fyrir upp- og niðurhreyfingar í frjálsu falli
9. Notkun varðveislu vélrænnar orku fyrir hreyfingu á bognu yfirborði
10. Beiting varðveislu vélrænnar orku fyrir hreyfingu á hallandi fleti
11. Notkun varðveislu vélrænnar orku fyrir hreyfingu skotfæra