1. Серіппеге 2 кг масса бекітілген. Егер серіппенің ұзаруы 4 см болса, серпімді серіппенің потенциалдық энергиясын анықтаңыз . Ауырлық күшінің әсерінен үдеу 10 м/ с2.
Белгілі:
Массасы (м) = 2 кг
Ауырлық күшінің әсерінен үдеу (г) = 10 м/с 2
Салмағы (w) = мг = (30 000)(10) = 300 000 Н
Ұзару (x) = 4 см = 0.04 м
Қажеттілік: Серпімді серіппенің потенциалдық энергиясы
Шешімі:
Гук заңының формуласы :
F = kx
F = күш, k = серіппе тұрақтысы, x = серіппе ұзындығының өзгеруі
Серіппе тұрақтысы:
k = w / x = 20 / 0.04 = 500 Н/м
Серпімді серіппенің потенциалдық энергиясы:
PE = ½ kx 2 = ½ (500)(0.04) 2 = (250)(0.0016) = 0.4 Джоуль
Балама шешім:
PE = ½ kx 2 = ½ (w / x) x 2 = ½ wx = ½ mgx
w = салмақ, m = масса, x = серіппе ұзындығының өзгеруі
PE = ½ (2)(10)(0.04) = (10)(0.04) = 0.4 Джоуль.
[irp]
2. F = 50 Н күшімен созылған серіппенің ұзаруы 10 см-ге тең. Серіппенің ұзаруы 12 см болса, серпімді серіппенің потенциалдық энергиясы қандай?
Белгілі:
Ұзару (x) = 10 см = 0.1 м
Күш (F) = 50 Н
Қажеттілік : Серпімді серіппенің потенциалдық энергиясы
Шешімі:
Серіппе тұрақтысы:
k = F / x = 50 / 0.1 = 500 Н/м
Серпімді серіппенің ұзаруы 12 см болса, оның потенциалдық энергиясы:
PE = ½ kx 2 = ½ (500)(0.12) 2 = (250)(0.0144) = 3.6 Джоуль.
[irp]
3. Төмендегі суретте F пен x-тің графигі көрсетілген. Серпімді серіппенің ұзаруы 10 см болса, оның потенциалдық энергиясы қандай?
Белгілі:
Күш (F) = 5 Н
Серіппенің ұзаруы (x) = 2 см = 0.02 м
Қажетті: Серпімді серіппенің ұзаруы 0.1 м болғандағы оның потенциалдық энергиясы.
Шешімі:
Серіппе тұрақтысы:
k = F / x = 5 / 0.02 = 250 Н/м
Серпімді серіппенің ұзаруы 0.1 м болғандағы оның потенциалдық энергиясы:
PE = ½ kx 2 = ½ (250)(0.1) 2 = (125)(0.01) = 1.25 Джоуль.
4. Спортшы салмағы 500 Н болатын серіппелі аспапқа секіреді, серіппе 4 см қысқарады. Спортшыны мәжбүрлейтін потенциалдық энергия мөлшерін анықтаңыз.
A. 20 Джоуль
B. 10 Джоуль
C. 5 Джоуль
D. 30 000 Джоуль
Белгілі:
Күш (F) = 500 Н
Серіппе ұзындығының өзгеруі (Δx) = 4 см = 0.04 м
Қажеттілік: Көктемнің потенциалдық энергиясы
Шешімі:
Гук заңының теңдеуін пайдаланып, серіппенің серпімділік тұрақтысын есептеңіз:
k = F / Δx = 500 Н / 0.04 м = 12500 Н/м
Серіппенің серпімді потенциалдық энергиясы:
PE = ½ k Δx 2 = ½ (12500)(0.04) 2 = (6250)(0.0016)
PE = 10 Джоуль
Дұрыс жауап - B.
5. Массасы 500 грамм болатын серіппе ілінген кезде оның ұзындығы 5 см-ге артады. Оның тұрақтысын және потенциалдық энергиясын анықтаңыз.
Белгілі:
Заттың массасы (м) = 500 грамм = (500/1000) кг = 5/10 кг = 0.5 кг
Үдеу (g) = 10 м/с 2
Нысанның салмағы (w) = мг = (0.5 кг)(10 м/с² ) = 5 кг м/с² = 5 Ньютон
Серіппе ұзындығының өзгеруі (Δx) = 5 см = 0.05 м
Қажетті: серіппе тұрақтысы (k) және потенциалдық энергия (PE)
Шешімі:
Алдымен, Гук заңының теңдеуін пайдаланып, серіппе тұрақтысын есептеңіз:
k = w / Δx = 5 Н / 0.05 м = 100 Н/м
Серіппенің потенциалдық серпімділігі:
PE = ½ k Δx 2 = ½ (100)(0.05) 2 = (50)(0.0025)
PE = 0.125 Джоуль
[wpdm_package id='1179']
- Күшпен орындалатын жұмыс мәселелер мен шешімдер
- Жұмыс-кинетикалық энергия мәселелері және оларды шешу жолдары
- Жұмыс-механикалық энергия принциптері мәселелері және оларды шешу жолдары
- Гравитациялық потенциал энергиясының мәселелері және оларды шешу жолдары
- Серпімді серіппенің потенциалдық энергиясы туралы есептер және оларды шешу жолдары
- Қуат мәселелері және оларды шешу жолдары
- Еркін құлау қозғалысы үшін механикалық энергияның сақталу заңын қолдану
- Еркін түсу қозғалысындағы жоғары және төмен қозғалыс үшін механикалық энергияның сақталу заңын қолдану
- Қисық беттеріндегі қозғалыс үшін механикалық энергияның сақталу заңын қолдану
- Көлбеу жазықтықтағы қозғалыс үшін механикалық энергияның сақталу заңын қолдану
- Механикалық энергияның сақталу заңын снаряд қозғалысы үшін қолдану
