ძალით შესრულებული სამუშაო - პრობლემები და გადაწყვეტილებები

1. ადამიანი ჰორიზონტალურ ზედაპირზე 2 მ მანძილზე ბლოკს მუდმივი ძალით F = 20 N ექაჩება. განსაზღვრეთ ბლოკზე მოქმედი F ძალის მუშაობა .

ცნობილი:

ძალა (F) = 20 N

გადაადგილება (წმ) = 2 მ

კუთხე (θ ) = 0

სასურველი : სამუშაო (W)

გამოსავალი:

W = F d cos θ = (20)(2)(cos 0) = (20)(2)(1) = 40 ჯოული

[ირპ]

2. ჰორიზონტალური ზედაპირის გასწვრივ 1 მ მანძილზე მდებარე ყუთზე მოქმედებს ძალა F = 10 N. ძალა მოქმედებს 30 ^° კუთხით, როგორც ეს ნაჩვენებია ქვემოთ მოცემულ ფიგურაზე. განსაზღვრეთ ძალა F-ის მიერ შესრულებული მუშაობა!

ცნობილი :

ძალა (F) = 10 N

ჰორიზონტალური ძალა (F _x ) = F cos 30 ^o = (10)(0.5√3) = 5√3 N

გადაადგილება (დ) = 1 მეტრი

სასურველი : სამსახური (W)?

გადაწყვეტა :

W = F _x d = (5√3)(1) = 5√3 ჯოული

3. სხეული თავისუფლად ვარდება უძრაობიდან, 2 მ სიმაღლიდან. თუ გრავიტაციის აჩქარება 10 მ/წმ ^{2- ია, განსაზღვრეთ} გრავიტაციის ძალის მიერ შესრულებული სამუშაო!

ცნობილი:

ობიექტის მასა (მ) = 1 კგ

სიმაღლე (სმ) = 2 მ

გრავიტაციის აჩქარება (g) = 10 მ/ ^წმ²

სასურველი: გრავიტაციის ძალის მიერ შესრულებული სამუშაო (W)

გამოსავალი:

W = F d = wh = mgh

W = (1)(10)(2) = 20 ჯოული

W = სამუშაო, F = ძალა, d = მანძილი, w = წონა , h = სიმაღლე, m = მასა, g = გრავიტაციის აჩქარება.

[ირპ]

4. 1 კგ წონის სხეული მიმაგრებულია ზამბარაზე, ამიტომ ის 2 სმ-ით არის წაგრძელებული. თუ გრავიტაციის აჩქარება 10 მ/წმ² ^-ია , განსაზღვრეთ (ა) ზამბარის მუდმივა (ბ) სხეულზე ზამბარის ძალის მიერ შესრულებული მუშაობა

ცნობილი:

მასა (მ) = 1 კგ

გრავიტაციის აჩქარება (g) = 10 მ/ ^წმ²

წაგრძელება (x) = 2 სმ = 0.02 მ

წონა (w) = მგ = (1 კგ)(10 მ/წმ² ⁾ = 10 კგ მ/წმ² ⁼ 10 ნ

სასურველი: ზამბარის მუდმივა და ზამბარის ძალის მიერ შესრულებული მუშაობა

გამოსავალი:

(ა) ზამბარის მუდმივა

ჰუკის კანონის ფორმულა :

F = kx.

k = F / x = w / x = mg / x

k = (1)(10) / 0.02 = 10 / 0.02

k = 500 ნ/მ

(ბ) ზამბარის ძალის მიერ შესრულებული სამუშაო

W = – ½ kx ²

W = – ½ (500)(0.02) ²

W = – (250)(0.0004)

W = -0.1 ჯოული

მინუს ნიშანი მიუთითებს, რომ ზამბარის ძალის მიმართულება ობიექტის გადაადგილების საპირისპიროა.

[ირპ]

5. ძალა F = 10 N აჩქარებს ყუთს 2 მ გადაადგილებაზე. იატაკი უხეშია და მასზე ხახუნის ძალა F _k = 2 N მოქმედებს. განსაზღვრეთ ყუთზე შესრულებული წმინდა მუშაობა.

ცნობილი:

ძალა (F) = 10 N

კინეტიკური ხახუნის ძალა (Fk ₎ = 2 N

გადაადგილება (დ) = 2 მ

სასურველი: ქსელი (W _net )

გამოსავალი:

ძალით შესრულებული სამუშაო F:

W ₁ = F d cos 0 = (10)(2)(1) = 20 ჯოული

კინეტიკური ხახუნის ძალის მიერ შესრულებული სამუშაო (Fk ₎ :

W2 = _Fkd = (2)(2)(cos 180) = (2)(2)(-1) = -4 _{ჯოული}

ქსელი:

W _net = W ₁ – W ₂

W _net = 20 – 4

წმინდა = 16 _{ჯოული}

6. რა სამუშაოს ასრულებს F ძალა ბლოკზე?

ცნობილი:

ძალა (F) = 12 ნიუტონი

გადაადგილება (d) = 4 მეტრი

სასურველი: სამუშაო (W)

გამოსავალი:

W = F d = (12 ნიუტონი)(4 მეტრი) = 48 ნ მ = 48 ჯოული

[ირპ]

7. ბლოკს 200 ნ ძალა უბიძგებს. ბლოკის გადაადგილება 2 მეტრია. რა არის ბლოკზე შესრულებული სამუშაო?

ცნობილი:

ძალა (F) = 200 ნიუტონი

გადაადგილება (d) = 2 მეტრი

სასურველი: სამუშაო (W)

გამოსავალი:

სამუშაო:

W = F s

W = (200 ნიუტონი)(2 მეტრი)

W = 400 ნმ

W = 400 ჯოული

8. სედანის მძღოლს სურს , რომ თავისი მანქანა სატვირთო მანქანის წინ, ზუსტად 0.5 მეტრის დაშორებით გააჩეროს, რომელიც სედანის პოზიციიდან 10 მეტრის დაშორებით მდებარეობს. რა სამუშაოს შესრულება სჭირდება სედანს?

ცნობილი:

გადაადგილება (d) = 10 მეტრი – 0.5 მეტრი = 9.5 მეტრი

ძალა (F) = 50 ნიუტონი

სასურველი: სამუშაო (W)

გამოსავალი:

W = F s

W = (50 ნიუტონი)(9.5 მეტრი)

W = 475 ნმ

W = 475 ჯოული

[ირპ]

9.

ტომისა და ჯერის მიერ შესრულებული სამუშაოს მიხედვით, მანქანას შეუძლია 4 მეტრამდე გადაადგილება. ტომისა და ჯერის მიერ მოქმედი ძალებია 50 ნ და 70 ნ.

ცნობილი:

გადაადგილება (წმ) = 4 მეტრი

წმინდა ძალა (F) = 50 ნიუტონი + 70 ნიუტონი = 120 ნიუტონი

სასურველი: სამუშაო (W)

გამოსავალი:

W = F s = (120 ნიუტონი)(4 მეტრი) = 480 ნმ = 480 ჯოული

10. მძღოლი მანქანას ისე ქაჩავს, რომ ის 1000 სმ-მდე მოძრაობს. რა სამუშაოს ასრულებს მანქანა?

ცნობილი:

ძალა (F) = 250 ნიუტონი

გადაადგილება (წმ) = 1000 სმ = 1000/100 მეტრი = 10 მეტრი

სასურველი: სამუშაო (W)

გამოსავალი:

W = F s = (250 ნიუტონი)(10 მეტრი) = 2500 ნმ = 2500 ჯოული

11. ქვემოთ მოცემული ფიგურის მიხედვით, თუ ძალის ჯამური მუშაობა 375 ჯოულია, განსაზღვრეთ სხეულის გადაადგილება.

ცნობილი:

სამუშაო (W) = 375 ჯოული

წმინდა ძალა ( ΣF) = 40 N + 10 N - 25 N = 25 ნიუტონი ( მარჯვნივ )

სასურველი: გადაადგილება ( დ )

გამოსავალი:

სამუშაოს განტოლება:

W = F s

ობიექტის გადაადგილება:

d = W / F = 375 ჯოული / 25 ნიუტონი

d = 15 მეტრი წმ

12. ქვემოთ ჩამოთვლილი აქტივობები , რომლებიც არ ასრულებენ სამუშაოს, არის ...

ა. ობიექტის 10 მეტრამდე გადაწევა

ბ. მანქანას მანამ უბიძგეთ, სანამ არ დაიძვრება

გ. კედლის დანგრევა

დ. ყუთი გამოწია

გამოსავალი:

სამუშაოს განტოლება:

W = ΣF s

W = მუშაობა , F = ძალა , d = გადაადგილება

ზემოთ მოცემული ფორმულის მიხედვით , მუშაობა სრულდება ძალით და არსებობს გადაადგილება.

სწორი პასუხია C.

1 3. ენდრიუ 20 ნ ძალით უბიძგებს ობიექტს ისე, რომ ობიექტი მოძრაობს წრიული მოძრაობით 7 მეტრის რადიუსით. განსაზღვრეთ ენდრიუს მიერ შესრულებული სამუშაო წრიული მოძრაობისთვის ორჯერ გამრავლებული.

ა. 0 ჯოული

ბ. 1400 ჯოული

დაახლოებით 1540 ჯოული

დ. 1760 ჯოული

გამოსავალი:

თუ ადამიანი ინვალიდის ეტლს ორჯერ წრიული მოძრაობით უბიძგებს, მაშინ ადამიანი და ეტლი საწყის პოზიციას უბრუნდებიან, ამიტომ ადამიანის გადაადგილება ნულის ტოლია.

გადაადგილება = 0, ამიტომ მუშაობა = 0.

სწორი პასუხია A.

14. ვიღაც იატაკზე დადებულ საგანს 350 ნ ძალით უბიძგებს. იატაკი 70 ნ ხახუნის ძალას ახდენს. განსაზღვრეთ ძალის მიერ შესრულებული სამუშაო, რომელიც საგანს 6 მეტრამდე გადაადგილებს.

ა. 45 ჯ

ბ. 72 ჯ.

დაახლოებით 1680 ჯ

დ. 2580 ჯ

ცნობილი:

ბიძგის ძალა (F) = 350 ნიუტონი

ხახუნის ძალა (F _fric ) = 70 ნიუტონი

ობიექტის (ობიექტების) გადაადგილება = 6 მეტრი

სასურველი: სამუშაო (W)

გამოსავალი:

სხეულზე მოქმედებს ორი ძალა: ბიძგის ძალა (F) და ხახუნის ძალა (F _fric ). ბიძგის ძალას იგივე მიმართულება აქვს, რაც ობიექტის გადაადგილებას, რადგან ბიძგის ძალა დადებით მუშაობას ასრულებს. მეორე მხრივ, ხახუნის ძალას საპირისპირო მიმართულება აქვს ობიექტის გადაადგილებასთან დაკავშირებით, ამიტომ ხახუნის ძალა უარყოფით მუშაობას ასრულებს.

ბიძგის ძალით შესრულებული სამუშაო:

W = F d = (350 ნიუტონი)(6 მეტრი) = 2100 ნიუტონ-მეტრი = 2100 ჯოული

ხახუნის ძალის მიერ შესრულებული სამუშაო:

W = – (F _fric )(s) = – (70 ნიუტონი)(6 მეტრი) = – 420 ნიუტონ-მეტრი = – 420 ჯოული

ქსელი:

წმინდა = 2100 ჯოული – 420 ჯოული

წმინდა = 1680 ჯოული

სწორი პასუხია C.

15. ობიექტს 14 ნიუტონის ჰორიზონტალური ძალა უბიძგებს უხეშ იატაკზე, რომლის ხახუნის ძალა 10 ნიუტონია. განსაზღვრეთ ობიექტის 8 მეტრამდე გადაადგილების ჯამური სიზუსტე.

ა. 0.5 ჯოული

ბ. 3 ჯოული

დაახლოებით 32 ჯოული

დ. 192 ჯოული

ცნობილი:

ბიძგის ძალა (F) = 14 ნიუტონი

ხახუნის ძალა (F _fric ) = 10 ნიუტონი

ობიექტის გადაადგილება (d) = 8 მეტრი

სასურველი: სამუშაო (W)

გამოსავალი:

ობიექტზე მოქმედებს ორი ძალა: ბიძგის ძალა (F) და ხახუნის ძალა (F _ფრიკ ).

ბიძგის ძალას იგივე მიმართულება აქვს, რაც საგნის გადაადგილებას, ამიტომ ბიძგის ძალა დადებით მუშაობას ასრულებს. მეორე მხრივ, ხახუნის ძალას საპირისპირო მიმართულება აქვს, რაც საგნის გადაადგილებას, ამიტომ ხახუნის ძალა უარყოფით მუშაობას ასრულებს.

ბიძგის ძალით შესრულებული სამუშაო:

W = F s = (14 ნიუტონი)(8 მეტრი) = 112 ნიუტონმეტრი = 112 ჯოული

ხახუნის ძალის მიერ შესრულებული სამუშაო:

W = – (F _fric )(s) = – (10 ნიუტონი)(8 მეტრი) = – 80 ნიუტონმეტრი = – 80 ჯოული

ქსელი:

წმინდა = 112 ჯოული – 80 ჯოული

წმინდა = 32 ჯოული

სწორი პასუხია C.

16. განსაზღვრეთ ბადე ქვემოთ მოცემული ნახაზის მიხედვით.

ა. 360 ჯოული

ბ. 450 ჯოული

დაახლოებით 600 ჯოული

დ. 750 ჯოული

გამოსავალი:

სამუშაო = ძალა (F) x გადაადგილება (d)

სამუშაო = სამკუთხედის ფართობი 1 + მართკუთხედის ფართობი + სამკუთხედის ფართობი 2

Work = 1/2(40-0)(3-0) + (40-0)(9-3) + 1/2(40-0)(12-9)

სამუშაო = 1/2(40)(3) + (40)(6) + 1/2(40)(3)

სამუშაო = (20)(3) + 240 + (20)(3)

სამუშაო = 60 + 240 + 60

სამუშაო = 360 ჯოული

სწორი პასუხია A.

17. 60 სმ სიგრძის ხის ნაჭერი ვერტიკალურად არის ჩაჭედილი მიწაში. ხეს 40 სმ სიმაღლიდან 10 კგ-იანი ჩაქუჩით ურტყამენ. თუ მიწის საშუალო წინააღმდეგობის ძალა 2 x 10 3 N-ია და ^{გრავიტაციის} აჩქარება 10 მ/წმ ^2- ია , მაშინ ხე მთლიანად შეაღწევს მიწაში დარტყმის შემდეგ...

ა

ბ

C. 28

დ

ცნობილი:

ჩაქუჩის მასა (მ) = 10 კგ

გრავიტაციის აჩქარება (გ) = 10 მ/ წმ ²

ჩაქუჩის წონა (w) = მგ = (10)(10) = 100 კგ მ/ ^წმ²

ჩაქუჩის გადაადგილება ხეზე დარტყმამდე (d) = 40 სმ = 0.4 მეტრი

ხის წინააღმდეგობა (F) = 2 x 10 ³ N = 2000 N

ხის სიგრძე (s) = 60 სმ = 0.6 მეტრი

სასურველი: დარტყმის შემდეგ ხე მთლიანად შეაღწევს მიწაში...

გამოსავალი:

ჩაქუჩის 0.4 მეტრის მანძილზე გადაადგილებისას შესრულებული სამუშაოა:

W = F d = ws = (100 N)(0.4 მ) = 40 ნმ = 40 ჯოული

მიწის წინააღმდეგობის ძალის მიერ შესრულებული სამუშაო:

W = F d = (2000 N)(0.6 მ) = 1200 ნმ = 1200 ჯოული

დარტყმის შემდეგ ხე მთლიანად შეაღწევს მიწაში...

1200 ჯოული / 40 ჯოული = 30

სწორი პასუხია D.

[wpdm_package id='1192′]

1. ძალით შესრულებული სამუშაოს პრობლემები და მათი გადაჭრის გზები
2. სამუშაო-კინეტიკური ენერგიის პრობლემები და მათი გადაჭრის გზები
3. სამუშაო-მექანიკური ენერგიის პრინციპების პრობლემები და გადაწყვეტილებები
4. გრავიტაციული პოტენციური ენერგიის პრობლემები და მათი გადაჭრის გზები
5. ელასტიური ზამბარის პოტენციური ენერგიის პრობლემები და მათი გადაჭრის გზები
6. ელექტროენერგიის პრობლემები და გადაწყვეტილებები
7. მექანიკური ენერგიის შენახვის თეორიის გამოყენება თავისუფალი ვარდნის მოძრაობისთვის
8. მექანიკური ენერგიის შენახვის კანონის გამოყენება თავისუფალი ვარდნის დროს ზევით და ქვევით მოძრაობისთვის
9. მექანიკური ენერგიის შენახვის თეორიის გამოყენება მრუდ ზედაპირზე მოძრაობისთვის
10. მექანიკური ენერგიის შენახვის თეორიის გამოყენება დახრილ სიბრტყეზე მოძრაობისთვის
11. მექანიკური ენერგიის შენახვის თეორიის გამოყენება ჭურვის მოძრაობისთვის