მექანიკურ ენერგიაზე კითხვების მაგალითები

6 Contoh soal Energi Mekanik

Teorema usaha-energi mekanik

1. Perhatikan gambar გადაადგილება balok sebagai berikut! Anggap g = 10 m/s². Jika koefisien gesekan kinetik antara balok dan lantai μk = 0,5, maka nilai perpindahan benda (s) adalah ….

ა. 5,00 მ

ბ. 4,25 მ

დაახლოებით 3,00 მ

დ. 2,50 მ

აღმ. 2,00 მ

დისკუსია

დიკეტაჰუი :

კინეტიკური ხახუნის კოეფიციენტი (μk) = 0,5

ბლოკის მასა (მ) = 4 კგ

გრავიტაციის აჩქარება (g) = 10 მ/წმ²

ბლოკის წონა (w) = მგ = (4)(10) = 40 ნიუტონი

Jika balok berada di atas permukaan bidang datar maka gaya normal (N) = gaya berat (w) = 40 Newton.

საწყისი სიჩქარე (v₁) = 5 მ/წმ

საბოლოო სიჩქარე (v₂) = 0 მ/წმ

იკითხა : perpindahan benda (s) ?

ჯავაბი :

Teorema usaha-energi mekanik menyatakan bahwa usaha (W) yang dilakukan oleh gaya tak konservatif sama dengan perubahan energi mekanik benda atau energi mekanik akhir (EM₂) – energi mekanik awal (EM₁). Gaya gesek kinetis termasuk gaya tak konservatif dan satu-satunya gaya tak konservatif yang bekerja pada balok adalah gaya gesek kinetis.

W= ΔEM

f_k s = EM₂ – EM₁

კინეტიკური ხახუნის მიერ შესრულებული მუშაობა:

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

Perubahan energi mekanik :

ΔEM = EM₂ – EM₁ = (EK + EP)₂ – (EK + EP)₁

Benda bergerak di atas permukaan bidang datar dan tidak mengalami perubahan ketinggian (Δh = 0) sehingga tidak ada perubahan energi potensial gravitasi (ΔEP = EP₂ – EP₁ = 0). Jadi perubahan energi mekanik hanya melibatkan perubahan energi kinetik.

ΔEM = EK₂ – ეკ₁ = ½ მვ₂² – ½ მვ₁² = ½ მ (ვ₂² - ვ₁²)

ΔEM = ½ (4)(0² - 5²) = (2)(25) = 50

Perpindahan balok adalah :

W= ΔEM

20 წმ = 50

s = 50 / 20 = 2,5 მეტრი

სწორი პასუხია D.

მექანიკური ენერგიის შენახვის კანონი

2. Benda A dan B bermassa sama. Benda A jatuh dari ketinggian h meter dan B jatuh dari 2h meter. Jika A menyentuh tanah dengan kecepatan v m/s, maka benda B akan menyentuh tanah dengan energi kinetik sebesar….

A. 2 mv²

B. mv²

C. 3/4 mv²

D. 1/2 mv²

E. 1/4 mv²

დისკუსია

Kelajuan akhir benda B yang jatuh bebas dari ketinggian 2h adalah :

v² = 2 გ (2 სთ) = 4 გჰ

Energi kinetik benda B adalah :

EK_B = ½ მვ² = ½ m (4 g h) = 2 m g h —– Persamaan 1

Energi mekanik awal benda B adalah energi potensial gravitasi = m g h. Energi mekanik akhir benda B adalah energi kinetik = ½ m v².

მექანიკური ენერგიის შენახვის კანონი :

მგსთ = ½ მვ².

იმიტომ რომ მგსთ = ½ მვ² maka kita dapat menggantikan m g h pada persamaan 1 dengan ½ m v².

Energi kinetik benda B = 2 m g h = 2(½ m v²) = მვ²

სწორი პასუხია B.

3. Perhatikan gambar di bawah ini! Sebuah benda jatuh bebas dari ketinggian 20 m. Jika percepatan gravitasi bumi 10 m/s, maka kecepatan benda pada saat berada 15 m di atas tanah adalah….

ა. 2 მ/წმ

ბ. 5 მ/წმ

C. 10 მ/წმ

დ. 15 მ/წმ

E. 20 მ/წმ

დისკუსია

Energi mekanik akhir = energi mekanik awal

Energi kinetik benda di titik 2 = pengurangan energi potensial gravitasi sejauh 5 meter

½ მვ² = მგჰ

½ v² = (10)(20-15)

½ v² = (10)(5)

½ v² = 50

v² = (2)(50)

v² = 100

v = 10 მ/წმ

სწორი პასუხია C.

4. Sebuah balok ditahan di puncak bidang miring seperti gambar. Ketika dilepas, balok meluncur tanpa gesekan sepanjang bidang miring. Kecepatan balok ketika tiba di dasar bidang miring adalah…

ა. 6 მილიწამი^-1

ბ. 8 მილიწამი^-1

C. 10 ms^-1

დ. 12 მილიწამი^-1

E. 16 ms^-1

დისკუსია

Energi mekanik awal = energi potensial gravitasi = m g h = m (10)(5) = 50 m

Energi mekanik akhir = energi kinetik = 1/2 m v²

მექანიკური ენერგიის შენახვის კანონი ამბობს, რომ საწყისი მექანიკური ენერგია = საბოლოო მექანიკური ენერგია.

EM_o = EM_t

50 მ = 1/2 მვ²

50 = 1/2 ვ²

2 (50) = v²

100 = ვ²

v = 10 მ/წმ

სწორი პასუხია C.

5. Sebuah balok bermassa m kg dilepaskan dari ketinggian h meter di atas tanah seperti pada gambar. Perbandingan energi potensial (EP) dan energi kinetik (EK) ketika berada di titik M adalah….

ა. 1: 3

ბ. 1: 2

გ. 2:1

დ. 2: 5

E. 3: 7

დისკუსია

Energi potensial gravitasi di titik M :

EP_M = მგ (0,3 სთ)

Energi kinetik di titik M = pengurangan energi potensial gravitasi sejauh h-0,3h = 0,7 h

EK_M = EP = m g (0,7 h)

Perbandingan energi potensial gravitasi dan energi kinetik di titik M adalah :

EP_M : ეკ_M

მგ (0,3 სთ) : მგ (0,7 სთ)

0,3: 0,7

3: 7

სწორი პასუხია ე.

6. Perhatikan gambar benda A yang jatuh bebas dari titik P berikut ini!

Jika EP_Q dan EK_Q masing-masing adalah energi potensial dan energi kinetik di titik Q (g = 10 m/s²), maka EP_Q : ეკ_Q არის…

ა. 16: 9

ბ. 9: 16

გ. 3:2

დ. 2: 3

E. 2: 1

დისკუსია

Energi potensial gravitasi di titik Q :

EP_Q = m g h = (m)(10)(1,8) = 18 m

Energi kinetik di titik Q = pengurangan energi potensial gravitasi sejauh 5-1,8 = 3,2 meter

EK_Q = EP = m g h = m (10)(3,2) = 32 m

Perbandingan energi potensial gravitasi dan energi kinetik di titik Q adalah :

EP_Q : ეკ_Q

18 მ : 32 მ

18: 32

9: 16

კითხვის წყარო:

ეროვნული გამოცდის ფიზიკის კითხვები უფროსი საშუალო სკოლის/პროფესიული საშუალო სკოლისთვის