5 דוגמאות לשאלות על אנרגיה פוטנציאלית
אנרגיה פוטנציאלית כבידה
1. 4.900 ג'אול של אנרגיה משמשים להרמת חפץ אנכית במשקל 50 ק"ג. החפץ יתרומם לגובה של... (g = 9,8 ms -2 )
א. 0,1 מטר
ב. 10 מטר
כ-98 מטר
245 מטר ד.
מזרח 960 מטר
דִיוּן
ידוע כי:
שינוי באנרגיה פוטנציאלית (ΔEP) = 4900 ג'אול
מסת העצם (מ') = 50 ק"ג
תאוצת כוח הכבידה (g) = 9,8 מטר/שנייה 2
רצוי: העצם יתרומם לגובה של (Δh)
תשובה:
ΔEP = מ"ג Δh
4900 = (50)(9,8) Δh
Δh = 10 מטרים
התשובה הנכונה היא ב'.
אנרגיית פוטנציאל האביב
2. הגרף הבא מציג את הקשר בין F (כוח) ו-x (עלייה באורך) של קפיץ. אם הקפיץ מעוות ב-8 ס"מ, אז האנרגיה הפוטנציאלית של הקפיץ היא...
א. 1,6 × 10-5 ג'אוּל
ב. 6,4 × 10-4 ג'אול
כ-8 ג'אול
ד. 16 ג'אול
128 ג'אול (E. 1,250 ג'אול)
דִיוּן
ידוע כי:
כוח (F) = 2 ניוטון
עלייה באורך (x) = 1 ס"מ = 1/100 מטר = 0,01 מטר
סטיית קפיץ = 8 ס"מ = 8/100 מטר = 0,08 מטר
שאלה: אנרגיה פוטנציאלית של הקפיץ
תשובה:
השתמשו בנתונים בגרף כדי לחשב את קבוע הקפיץ.
אנרגיה פוטנציאלית של הקפיץ:
∆ EP = 1/2 kx 2
∆ EP = 1/2 (200 N/m)(0,08 מ') 2
∆ EP = (100 N/m)(0,0064 m 2 )
∆ EP = 0,64 ניוטון מטר
3. בין מצבי האובייקטים הבאים:
(1) גומי לקלע מתוח
(2) מטוטלת מוטה
(3) מגהץ מחומם
עצמים בעלי אנרגיה פוטנציאלית ממוספרים...
א. (1)
ב. (1) ו-(2)
ג. (2)
ד. (2) ו-(3)
ה. (3)
דִיוּן
(1) גומי לקלע מתוח
כאשר הוא נמתח, לגומי רוגטקה יש אנרגיה פוטנציאלית אלסטית.
(2) מטוטלת מוטה
כאשר המטוטלת מוסטת, למטוטלת יש אנרגיה פוטנציאלית כבידתית.
התשובה הנכונה היא ב'.
4. הטבלה שלהלן מציגה את תוצאות הניסוי שבו נעשה שימוש בקפיץ עם עומס בקצה אחד. F מייצג את משקל העומס ו-∆L מייצג את העלייה באורך. חשב את העבודה הנדרשת כדי להאריך את הקפיץ ב-10 ס"מ.
א. 2,0 ג'אול
B. 2,5 ג'אול
כ-5,0 ג'אול
ד. 7,6 ג'אול
E. 10 ג'אול
דִיוּן
ידוע כי:
עלייה באורך הקפיץ (∆L) = 10 ס"מ = 0,1 מטר
שאלה: מאמץ להאריך את הקפיץ ב-10 ס"מ
תשובה:
השתמשו בנתונים בטבלה כדי לחשב את קבוע הקפיץ:
k = F / ∆x = 20 ניוטון / 0,04 מטר = 500 ניוטון למטר
k = F / ∆x = 30 ניוטון / 0,06 מטר = 500 ניוטון למטר
k = F / ∆x = 40 ניוטון / 0,08 מטר = 500 ניוטון למטר
קבוע הקפיץ הוא 500 ניוטון למטר
המאמץ להאריך את הקפיץ ב-10 ס"מ הוא:
W = 1/2 k ∆L 2 = 1/2 (500 ניוטון/מטר)(0,1 מטר) 2 = (250 ניוטון/מטר)(0,01 מטר 2 ) = 2,5 ניוטון מטר = 2,5 ג'אול.
התשובה הנכונה היא ב'.
5. הגרף (Fx) מראה את הקשר בין הכוח לעלייה באורך הקפיץ. גודל האנרגיה הפוטנציאלית של הקפיץ, בהתבסס על הגרף לעיל, הוא...
א. 20 ג'אול
ב. 16 ג'אול
כ-3,2 ג'אול
ד. 1,6 ג'אול
E. 1,2 ג'אול
דִיוּן
ידוע כי :
F = 40 ניוטון
Δx = 0,08 מטרים
שאלה : אנרגיה פוטנציאלית של הקפיץ?
תשובה :
קבוע קפיץ:
k = F / Δx
אנרגיה פוטנציאלית של הקפיץ:
EP = ½ k Δx² = ½ ( F / Δx ) Δx² = ½ F Δx
EP = ½ (40)(0,08) = (20)(0,08) = 1,6 ג'אול
התשובה הנכונה היא ד'.
מקור השאלה:
שאלות בפיזיקה בבחינה הארצית לחטיבת ביניים/תיכון מקצועי
