기초 물리학 문제 풀이

자유낙하 운동에 대한 역학적 에너지 보존 법칙의 적용 – 문제점 및 해결책

1. 질량 1kg의 물체가 80m 높이에서 정지 상태에서 자유낙하합니다. 중력에 의한 가속 is 10m/s². 이것은 운동 에너지 몸이 땅에 닿을 때.

알려진 바에 따르면:

질량 (m) = 1kg

높이 (h) = 80m

중력에 의한 가속 (g) = 10 m/s²

구함 : 물체가 지면에 충돌할 때의 운동 에너지

솔루션 :

초기 기계적 에너지 (나_o) = 중력 위치 에너지 (PE)

ME_o = PE = mgh = (1)(10)(80) = 800 줄

최종 역학적 에너지 (ME_t) = 운동 에너지 (KE)

원리 역학적 에너지의 보존 :

ME_o = 엠E_t

PE = 케이E

800=케이E

최종 운동 에너지는 다음과 같습니다. 800줄.

2. 4kg의 몸 자유 낙하 정지 상태에서 10m 높이에서 떨어뜨렸을 때의 중력 가속도는 다음과 같습니다. 10밀리초^{- 2}지면에서 5미터 높이에서의 운동 에너지와 속도는 얼마입니까?

알려진 바에 따르면:

높이의 변화 (h) = 10 – 5 = 5미터s

질량(m) = 4 kg

중력에 의한 가속 (g) = 10 m/s²

구함 : 지상 5미터 높이에서의 운동 에너지 및 지상 5미터 상공에서의 속도

솔루션 :

(A) 지상 5미터 높이에서의 운동 에너지

초기 역학적 에너지 (ME_o) = 중력 위치 에너지 (PE)

ME_o = PE = mgh = (4)(10)(5) = 200 줄

최종 역학적 에너지 (여자 이름_t) = 운동 에너지 (EK)

ME_t = 케이E

역학적 에너지 보존 법칙은 초기 역학적 에너지와 최종 역학적 에너지가 같다는 것을 나타냅니다.

ME_o = 엠E_t

200=케이E

지상 5미터 높이에서의 운동 에너지는 다음과 같습니다. 200줄.

(비) 속도 5 미터지상 위

초기 역학적 에너지 (ME_o) = 최종 역학적 에너지 (ME_t)

PE = 케이E

200 = ½ mv²

2(200) / 4 = v²

100 = 브이²

v = √100

v = 10 M / S

지면에서 5미터 상공에서의 물체의 속도는 10m/s입니다.

3. 망고 물체가 2미터 높이에서 정지 상태에서 자유낙하합니다. 중력 가속도는 다음과 같습니다. 10밀리초^{- 2}망고가 땅에 떨어질 때의 속도를 구하세요.

알려진 바에 따르면:

높이 (h) = 2미터s

중력에 의한 가속 (g) = 10 m/s²

구함: 망고가 땅에 떨어질 때의 속도.

솔루션 :

초기 역학적 에너지 (ME_o) = 중력 위치 에너지 (PE)

ME = PE = mgh = m (10)(2) = 20 m

최종 역학적 에너지 (ME_t) = 운동 에너지 (KE)

ME_t = 케이E = ½ mV²

역학적 에너지 보존 법칙은 초기 역학적 에너지와 최종 역학적 에너지가 같다는 것을 나타냅니다.

ME_o = 엠E_t

20m = ½mV²

20 = ½ v²

2(20) = v²

40 = 브이²

v = √40 = √(4)(10) = 2√10m/s

[wpdm_package id = '1166 ′]

자유낙하 시 수직운동에 대한 역학적 에너지 보존 법칙의 적용 – 문제 및 해법

1. 한 사람이 절벽 가장자리에 서서 1kg짜리 돌을 2m/s의 속도로 위로 던져 40m 아래 절벽 밑으로 떨어뜨렸습니다. 이때 돌의 질량은 얼마입니까? 운동 에너지 지상 10미터 높이에 있는 돌? 중력에 의한 가속 g = 10 m/s².

알려진 바에 따르면:

질량 (m) = 1kg

초기 속도(v)_o) = 2 m/s

높이 변화량 = 40 – 10 = 30미터

중력 가속도(g) = 10 m/s²²

구함: 지상 10미터 높이에 있는 돌의 운동 에너지

솔루션 :

초기 역학적 에너지

초기 중력 위치 에너지 (EP) = mgh = (1)(10)(30) = 300 줄

초기 운동 에너지(KE) = ½ mv²_o² = ½ (1)(2)² = ½ (4) = 2 줄

초기 기계적 에너지 = 초기 중력 위치 에너지 + 초기 운동 에너지 = 300 + 2 = 302 줄.

최종 역학적 에너지

최종 역학적 에너지 = 최종 운동 에너지 = 초기 중력 위치 에너지 + 초기 운동 에너지 = 300 + 2 = 302 줄.

2. 한 사람이 1kg의 물체를 초기 속도 10m/s로 위쪽으로 던졌습니다. (a) 최고 높이에서의 중력 위치 에너지와 (b) 최고 높이를 구하십시오.

중력 가속도는 10 m/s²입니다.²

알려진 바에 따르면:

질량(m) = 1 kg

초기 속도(v)_o) = 10 m/s

중력 가속도(g) = 10 m/s²²

구함 최대 높이에서의 중력 위치 에너지 및 최대 높이

솔루션 :

(a) 최고 높이에서의 중력 위치 에너지

초기 역학적 에너지:

초기 역학적 에너지(ME) = 초기 운동 에너지(KE) = ½ mv²_o² = ½ (1)(10)² = ½ (100) = 50 줄.

최종 역학적 에너지:

최종 역학적 에너지(ME) = 중력 위치 에너지(PE)

역학적 에너지 보존 법칙:

초기 역학적 에너지 = 최종 역학적 에너지

운동 에너지 = 위치 에너지

50 = PE

중력 위치 에너지는 50줄입니다.

(b) 최대 높이

PE = mgh

50 = (1)(10) h

50 = 10시간

h = 50 / 10 = 5미터

최대 높이는 지면으로부터 5미터입니다.

[wpdm_package id = '1174 ′]

탄성 스프링의 위치 에너지 – 문제점과 해결책

1. 2kg의 질량이 용수철에 매달려 있습니다. 용수철의 늘어난 길이가 4cm라면, 다음을 구하시오. 탄성 스프링의 위치 에너지. 중력에 의한 가속 10m/s입니다.².

알려진 바에 따르면:

질량 (m) = 2kg

중력 가속도(g) = 10 m/s²²

중량(평량) (w) = mg = (2)(10) = 20 N

신장률(x) = 4cm = 0.04m

구함: 탄성 스프링의 위치 에너지

솔루션 :

공식 Hooke의 법칙 :

F = kx

F = 힘, k = 용수철 상수, x = 용수철 길이의 변화량

스프링 상수 :

k = w / x = 20 / 0.04 = 500 N/m

탄성 스프링의 위치 에너지:

PE = ½ kx² = ½ (500)(0.04)² = (250)(0.0016) = 0.4 줄

대안 솔루션:

PE = ½ kx² = ½ (w / x) x² = ½ wx = ½ mgx

w = 무게, m = 질량, x = 용수철 길이의 변화량

PE = ½ (2)(10)(0.04) = (10)(0.04) = 0.4 줄.

2. 50N의 힘 F에 의해 늘어난 용수철의 길이가 10cm입니다. 용수철의 늘어난 길이가 12cm일 때, 이 용수철의 위치 에너지는 얼마입니까?

알려진 바에 따르면:

신장률(x) = 10cm = 0.1m

힘(F) = 50 N

구함 : 탄성 스프링의 위치 에너지

솔루션 :

스프링 상수 :

k = F / x = 50 / 0.1 = 500 N/m

용수철이 12cm 늘어났을 때의 위치 에너지는 얼마입니까?

PE = ½ kx² = ½ (500)(0.12)² = (250)(0.0144) = 3.6 줄.

3. 아래 그림은 F와 x의 그래프입니다. 용수철의 늘어난 길이가 10cm일 때, 용수철의 위치 에너지는 얼마입니까?

탄성 스프링의 위치 에너지 - 문제 및 풀이 1

알려진 바에 따르면:

힘(F) = 5 N

용수철의 늘어난 길이(x) = 2cm = 0.02m

구함 : 용수철의 늘어난 길이가 0.1m일 때, 용수철의 위치 에너지는 얼마인가?

솔루션 :

스프링 상수 :

k = F / x = 5 / 0.02 = 250 N/m

용수철의 늘어난 길이가 0.1m일 때, 탄성 용수철의 위치 에너지는 다음과 같습니다.

PE = ½ kx² = ½ (250)(0.1)² = (125)(0.01) = 1.25 줄.

4. 한 운동선수가 500N의 무게를 가진 용수철 위로 뛰어오르자 용수철의 길이가 4cm 줄어듭니다. 운동선수에게 작용하는 위치 에너지의 양을 구하세요.

A. 20줄

B. 10줄

C. 5 줄

D. 2 줄

알려진 바에 따르면:

힘(F) = 500 N

용수철 길이의 변화량(Δx) = 4cm = 0.04m

구함 : 용수철의 위치 에너지

솔루션 :

훅의 법칙 방정식을 이용하여 용수철의 탄성 상수를 계산하시오.

k = F / Δx = 500 N / 0.04 m = 12500 N/m

용수철의 탄성 위치 에너지:

위치 에너지 = ½ k Δx²= ½ (12500)(0.04)² = (6250)(0.0016)

위치 에너지 = 10 줄

정답은 B입니다.

5. 봄이 오면 많은 양의 물질로 매달려 있음 500g, 길이 5cm 증가합니다. 그것을 결정하라 일정하고 그것의 잠재력.

알려진 바에 따르면:

물체의 질량(m) = 500그램 = (500/1000)kg = 5/10kg = 0.5kg

가속도(g) = 10 m/s²²

물체 무게(w) = mg = (0.5 kg)(10 m/s)²) = 5 kg m/s² = 5 뉴턴

용수철 길이의 변화량(Δx) = 5cm = 0.05m

구함: 용수철 상수(k)와 위치 에너지(PE)

솔루션 :

먼저, 훅의 법칙 방정식을 이용하여 용수철 상수를 계산합니다.

k = w / Δx = 5 N / 0.05 m = 100 N/m

용수철의 잠재적 탄성:

위치 에너지 = ½ k Δx²= ½ (100)(0.05)² = (50)(0.0025)

위치 에너지 = 0.125 줄

[wpdm_package id = '1179 ′]

중력 위치 에너지 – 문제점과 해결책

1. 1kg의 몸 자유 낙하 정지 상태에서 10m 높이에서.

결정하다:

(A) 강제로 수행된 작업 of 중량

(b) 변화 중력 위치 에너지

중력에 의한 가속 (g) = 10 m/s²

중력 위치 에너지 – 문제점과 해결책 1 알려진 바에 따르면:

질량 (m) = 1kg

높이(h) = 10m

중력 가속도(g) = 10 m/s²²

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

솔루션 :

(A) 중력에 의해 수행된 일

W = wh = mgh

W = (1)(10)(10) = 100 줄

(비) 중력 위치 에너지의 변화

중력 위치 에너지의 변화량은 중력이 한 일과 같습니다.

ΔEP = 100줄

2. 10N의 물체가 매끄러운 경사면을 따라 2m 미끄러져 내려갑니다. 무게가 한 일의 양을 구하세요!

중력 위치 에너지 – 문제점과 해결책 2 알려진 바에 따르면:

무게(w) = 10 N

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

d = 2m

중력 가속도(g) = 10 m/s²²

구함: 무게에 의해 수행된 일

솔루션 :

W = F d = w_x d = (5)(2) = 10 줄

대안 솔루션:

30없이^o = h / d

0.5 = 시간 / 2

h = (0.5)(2)

h = 1m

무게에 의해 수행된 일;

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

3. 1,500그램 물체 지상 20미터 높이물체가 지면으로 자유낙하합니다. 이 물체의 중력 위치 에너지는 얼마입니까? 중력 가속도는 10 m/s²입니다.².

알려진 바에 따르면:

중력 가속도(g) = 10 m/s²²

질량(m) = 1500그램 = 1500/1000킬로그램 = 1.5킬로그램

높이(h) = 20미터

구함: 중력 위치 에너지

솔루션 :

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

4. 아래 그림을 기준으로, 물체 1의 질량이 2kg이고 물체 2의 질량이 4kg일 때, 물체 1과 물체 2의 위치 에너지 비교는 다음과 같습니다…

알려진 바에 따르면:

물체 1의 질량 (m)₁) = 2킬로그램 중력 위치 에너지 – 문제점과 해결책 5

물체 2의 질량 (m)₂) = 4킬로그램

높이 1 (h₁) = 12미터

높이 2 (h₂) = 9미터

구함 : C물체 1과 물체 2의 위치 에너지 비교

솔루션 :

PE = mgh

m = 질량 (국제 단위는 킬로그램이며, 약자는 kg입니다.)

g = 중력 가속도 (국제 단위는 미터/초²이며, 약자는 m/s²입니다)²)

h = 높이 (국제 단위는 미터이며, 약자는 m입니다)

PE = 중력 위치 에너지 (국제 단위는 kg m²)²/s²또는 줄)

물체 1의 중력 위치 에너지:

EP₁=m₁gh₁= (2)(g)(12) = 24g

물체 2의 중력 위치 에너지:

EP₂=m₂ gh₂ = (4)(g)(9) = 36g

C물체 1과 물체 2의 위치 에너지 비교:

PE₁: 체육₂

24g : 36g

24 : 36

24/12 : 36/12

2 : 3

[wpdm_package id = '1175 ′]

일의 역학적 에너지 원리 – 문제점과 해결책

1. 2kg 상자가 10m/s²의 가속도에서 정지 상태로 감속합니다. 감속 계수는 얼마입니까? 운동 마찰 0.2입니다. 중력에 의한 가속 10m/s입니다.²그 크기는 얼마입니까? 배수량?

일의 역학적 에너지 원리 – 문제점과 해결책 2

알려진;

질량 (m) = 2kg

초기 속도(v)_o) = 10 m/s

최종 속도(v)_t) = 0 m/s

운동 마찰 계수(μ_k) = 0.2

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

구함: 변위의 크기(d)

솔루션 :

일-기계적 에너지 원리 :

W_nc = ΔEM

W_nc = ΔEK + ΔEP

W_nc = ½ m (v_t² - V_o²) + mgh

W_nc = 일 수행 비보존력 객체에 작용하는

ΔEK = 변화량 운동 에너지

ΔEP = 변화량 잠재력

m = 질량

v = 속도

g = 중력 가속도

h = 높이 변화량

높이 변화량 h = 0이므로 ΔEP = 0

W_nc = ΔEK

비보존력에 의한 일:

W_nc = -F_c d = – μ_k N d = – μ_k wd = – μ_k mgd

W_nc = -(0.2)(2)(10)(s)

W_nc = – (4)(2)

마이너스 부호는 운동 마찰력의 방향이 변위 방향과 반대임을 나타냅니다.

운동 에너지의 변화량:

ΔEK = ½ m (v_t² - V_o²) = ½ (2)(0 – 10²) = 0 – 100 = -100

변위의 크기:

W_nc = ΔEK

– 4초 = – 100

s = -100/-4

s = 25m

2. 블록이 경사면을 따라 미끄러져 내려갑니다. 운동 마찰 계수는 0.4입니다. 중력 가속도는 얼마입니까? g = 10ms^-2블록이 지면에 충돌할 때의 최종 속도를 구하십시오.

알려진 바에 따르면: 일의 역학적 에너지 원리 – 문제점과 해결책 3

초기 높이(h)_o) = 6m

최종 높이(h)_t) = 0m

초기 속도(v)_o) = 0

운동 마찰 계수(μ_k) = 0.4

중력 가속도(g) = 10 m/s²^-2

코사인 θ = 8 / 10

무게의 수직 성분 = w_y = w cos θ = mg cos θ = m (10)(8/10) = m (10)(4/5) = m (40/5) = 8 m

수직항력 = N = w_y = 8m

운동 마찰력 = f_k= μ_k N의 = μ_k w_y= (0.4)(8m) = 3.2m

구함: 최종 속도(v)_t)

솔루션 :

일의 역학적 에너지 원리 – 문제점과 해결책 4 일의 역학적 에너지 원리:

W_nc= ΔEM

W_nc = ΔEK + ΔEP

운동 에너지의 변화량:

ΔEK = 1/2 m (v_t² - V_o²) = 1/2 m (v_t² - 0) = 1/2 mv_t²

위치 에너지의 변화량:

ΔEP = mg (시간)_t – 시간_o) = m (10)(0-6) = m (10)(-6) = – 60 m

운동 마찰력에 의해 수행된 일:

W_nc = – f_k s = – (3.2 m)(10) = – 32 m

마이너스 부호는 운동 마찰력의 방향이 변위 방향과 반대임을 나타냅니다.

최종 속도(v)_t) :

W_nc = ΔEK + ΔEP

-32m = 1/2 mv_t² -60m

-32m = m (1/2 v_t² - 60)

- 32 = 1/2 v_t² - 60

– 32 + 60 = 1/2 v_t²

28 = 1/2 v_t²

2 (28) = v_t²

56 = 브이_t²

v_t = √4.14

v_t = 2√14ms^-1

3. 한 블록이 거친 경사면을 따라 미끄러져 내려갑니다. 초기 속도는 0m/s이고 최종 속도는 얼마입니까? 10 MS^-1운동 마찰력이 2N이고 중력 가속도 g = 10m²일 때^-2높이(h)는 얼마입니까?

알려진 바에 따르면: 일의 역학적 에너지 원리 – 문제점과 해결책 5

질량(m) = 1 kg

초기 속도(v)_o) = 0 (블록 레스트)

최종 속도(v)_t) = 10ms^-1

초기 높이(h)_o) = h

최종 높이(h)_t) = 0

운동 마찰력(f)_k) = 2N

중력 가속도(g) = 10 m/s²^-2

구함: 높이(h)

솔루션 :

운동 마찰력이 한 일:

W_nc = – f_k s = – (2)(15) = – 30

마이너스 부호는 운동 마찰력의 방향이 변위 방향과 반대임을 나타냅니다.

운동 에너지의 변화량:

ΔEK = 1/2 m (v_t² - V_o²) = 1/2 (1)(10² - 0) = 1/2 (10²) = 1/2 (100) = 50

위치 에너지의 변화량:

ΔEP = mg (시간)_t – 시간_o) = (1)(10)(0-h) = (10)(-h) = -10 h

일의 역학적 에너지 원리:

W_nc = ΔEK + ΔEP

– 30 = 50 – 10시간

10시간 = 50 + 30

10시간 = 80

h = 80/10

h = 8m

4만약 어떤 물체가 대략 경사진 면을 따라 내려간다면…
A. 중력이 블록에 한 일은 블록의 위치 에너지 변화량보다 크다.
B. 역학적 에너지가 증가합니다.
C. 운동 에너지와 위치 에너지의 양이 감소합니다.
D. 마찰력이 한 일은 블록의 운동 에너지 변화량과 같습니다.
해법

A는 틀렸습니다

중력이 블록에 한 일은 블록의 중력 위치 에너지 변화량과 같습니다.

B는 틀렸습니다.

만약 ~라면c경사면이 매끄러우면 블록의 역학적 에너지는 일정합니다. 경사면 꼭대기에 도달하여 아직 움직이지 않을 때, 블록의 역학적 에너지는 중력 위치 에너지와 같습니다. 블록은 정지 상태이므로 운동 에너지는 0입니다. 경사면을 따라 내려갈 때, 블록의 높이가 줄어들기 때문에 중력 위치 에너지도 줄어듭니다. 중력 위치 에너지가 운동 에너지로 변환되면서 감소하는 것입니다. 중력 위치 에너지가 운동 에너지로 변환되더라도 역학적 에너지는 일정합니다.

경사면이 거칠면 마찰력이 한 일의 양이 줄어들어 물체의 역학적 에너지가 감소합니다. 마찰력은 비보존력입니다. 비보존력이 물체에 한 일은 물체의 역학적 에너지를 감소시키는 원인이 됩니다.

C가 정답입니다.

경사면이 거칠기 때문에 블록의 운동을 방해하는 마찰력이 발생합니다. 마찰력은 비보존력입니다. 일-역학적 에너지 정리에 따르면 비보존력(예: 마찰력)이 한 일은 역학적 에너지의 변화량과 같습니다. 따라서 역학적 에너지는 감소합니다.

블록의 역학적 에너지 = 중력 위치 에너지 + 운동 에너지.

D는 틀렸습니다.

마찰력이 블록에 한 일은 블록의 운동 에너지 변화량이 아니라 역학적 에너지 변화량과 같습니다. 마찰력이 블록의 운동을 방해하므로 블록의 속도를 감소시키고 운동 에너지를 감소시키는 것은 맞습니다. 하지만 블록의 운동 에너지는 중력 위치 에너지에서 비롯된다는 점을 명심해야 합니다. 따라서 마찰력이 한 일은 역학적 에너지 변화량(역학적 에너지 감소)과 같다는 것이 맞는 말입니다.

정답은 C입니다.

5거친 바닥 위에 놓인 물체가 충격을 받아 3초 동안 움직이다가 멈춥니다. 물체의 질량이 10그램이고 물체와 바닥 사이의 마찰력이 2킬로다인일 때, 마찰력이 한 일을 구하세요.

A. 0.18 J

B. -0.18 J

C. 0.36 J

D. -0.36 J

알려진 바에 따르면:

시간 간격(t) = 3초

최종 속도(v)_t) = 0 m/s (물체가 정지함)

물체의 질량(m) = 10그램 = 10/1000kg = 1/100kg = 0.01kg

마찰력(F) = 2킬로다인 = 2 x 10³다인

구함: 마찰력에 의해 일(W)이 수행됩니다.

솔루션 :

힘의 단위 변환:

1 뉴턴 = 1 x 10⁵다인

1 다인 = 1/10⁵ 뉴턴 = 1 x 10^-5뉴턴 = 10^-5 뉴턴

마찰력(F) = 2 x 10³다인 = 2 x 10³ X 10^-5 뉴턴 = 2 x 10^-2 뉴턴 = 2/100 뉴턴 = 0.02 뉴턴

일-기계적 에너지 정리 비보존력이 물체에 작용하여 한 일은 물체의 역학적 에너지 변화량과 같다는 것을 나타내는 법칙입니다.

물체가 경사면에서 움직일 때 역학적 에너지(ME)는 중력 위치 에너지(PE)와 운동 에너지(KE)의 합입니다. 하지만 물체가 수평면에서 움직일 때는 높이 변화가 없으므로 역학적 에너지와 운동 에너지가 같습니다. 수평면에서는 높이 변화가 없기 때문에 중력 위치 에너지는 0입니다.

마찰력은 비보존력입니다. 마찰력은 일반적으로 물체의 속도와 운동 에너지를 감소시킵니다. 따라서 마찰력이 물체에 한 일은 운동 에너지 감소량과 같다고 결론지을 수 있습니다.

수학적으로:

일(W) = 역학적 에너지의 변화량(ΔEM)

F s = ΔEP + ΔEK

F s = mg Δh + ½ m (v_t² - V_o²)

F s = mg (0) + ½ m (0² - V_o²)

F s = 0 + ½ m (– (v_o²))

F s = – ½ mv_o²———— 방정식 1

설명: F = 마찰력, d = 변위, m = 질량, v = 변위_o = 초기 속도

변위(d)와 초기 속도(v)_ov를 먼저 계산해야 하므로 아직 알 수 없습니다._o 또는 d. 알려진 v 값을 사용하여 방정식 중 하나로 계산한 마찰력에 의한 일_o 또는 d.

비균일 선형 운동에서의 변위(d) 방정식:

v_t² = v_o² + 2 (-a) s

최종 속도(v)_t) = 0이고 가속도(a)는 물체가 감속(물체의 속도가 감소)되므로 음수 부호를 갖습니다.

0 = 브이_o² – 광고 2개

v_o² = 2 광고

d = v_o² / 2 a ———— 방정식 2

방정식 2의 d를 방정식 1의 d로 바꾸세요.

F d = – ½ mv_o²

F(v)_o²/2a) = – ½ mv_o²

(F/2a) v_o²= - ½ mv_o²

F/2a = – ½ m

F = (2)(a)(-1/2)(m)

F = – (a)(m)

a = – (F / m)

a = – 0.02 뉴턴 / 0.01 킬로그램

a = – 2 뉴턴/킬로그램

a = – 2 m/s²

초기 속도(v)를 계산하는 방정식_o) 불균일 선형 운동에서:

v_t = v_o + 에서 —–> 최종 속도(v)_t) = 0, 가속도(a) = 2 m/s²²시간 간격(t) = 3초

0 = 브이_o + (-2)(3)

0 = 브이_o - 6

v_o = 6미터/초

마찰력이 한 일(W):

W = – ½ mv_o²= -1/2 (0.01)(6²) = -1/2 (0.01)(36)

W = -1/2 (0.36)

W = – 0.18 줄

마찰력이 한 일은 음수 부호를 가지므로, 이 일은 물체의 역학적 에너지를 감소시킵니다.

d 값을 알면 해당 방정식을 사용하여 일을 계산할 수 있습니다. W = F d.

정답은 B입니다.

[wpdm_package id = '1178 ′]

일과 운동 에너지 – 문제점과 해결책

일-운동 에너지 :

1. 질량이 5000kg인 자동차가 정지 상태에서 출발하여 20m/s²의 가속도로 가속했습니다. 알짜힘을 구하세요. 일 차에 대한 작업이 완료되었습니다.

알려진 바에 따르면:

질량 (m) = 5000kg

초기 속도 (v_o) = 0 m/s (자동차 휴식)

최종 속도 (v_t) = 20 m/s

구함 : 그물 작업

솔루션 :

일-운동 에너지 원리 :

W_그물 = ΔEK

W_그물 = ½ m (v_t² - V_o²)

W_그물 = 그물 작업

ΔEK = 운동 에너지의 변화

m = 질량(kg)

v_t = 최종 속도 (m/s),

v_o = 초기 속도 (m/s)

회로망:

W_그물 = ½ m (v_t² - V_o²)

W_그물 = ½ (5000)(20² - 0²)

W_그물 = (2500)(400 – 0)

W_그물 = (2500)(400)

W_그물 = 1000,000 줄

2. 질량이 10kg인 물체가 5m/s²에서 10m/s²로 가속되었습니다. 물체에 한 알짜일을 구하세요!

알려진 바에 따르면:

질량 (m) = 10kg

초기 속도 (v_o) = 5 m/s

최종 속도 (v_t) = 10 m/s

구함 : 그물 작업

솔루션 :

회로망:

W_그물 = ΔEK

W_그물 = ½ m (v_t² - V_o²)

W_그물 = ½ (10)(10² - 5²)

W_그물 = (5)(100 – 25)

W_그물 = (5)(75)

W_그물 = 375 줄

3. 질량이 2000kg인 자동차가 10m/s²에서 5m/s²로 감속합니다. 자동차에 한 일은 얼마입니까?

알려진 바에 따르면:

자동차의 m엉덩이(m) = 2000kg

초기 속도 (v_o) = 10 m/s

최종 속도 (v_t) = 5 m/s

구함 : 그물 작업

솔루션 :

회로망:

W_그물 = ΔEK

W_그물= ½ m (v_t² - V_o²)

W_그물 = ½ (2000)(5² - 10²)

W_그물 = (1000)(25 – 100)

W_그물= (1000)(-75)

W_그물 = -75,000 줄

마이너스 부호는 변위 방향이 알짜힘의 방향과 반대임을 나타냅니다.

4. 10kg 물체에 60N의 일정한 힘이 12초 동안 작용한다. 물체의 초기 속도는 6m/s이고, 물체의 진행 방향은 힘의 방향과 같다.

(1) 물체에 가해진 일은 30,240 줄입니다.

(2) 최종 운동 에너지는 30,240 줄입니다.

(3) 출력 2,520와트입니다.

(4) 물체의 운동 에너지 증가는 180 줄이다.

올바른 문장은 다음과 같습니다…

알려진 바에 따르면:

힘(F) = 60 N

시간 간격(t) = 12초

물체의 질량(m) = 10 kg

초기 속도(v)_o) = 6 m/s

구함: 올바른 진술

솔루션 :

물체의 가속도:

∑F = ma

60 = 10 a

a = 60 / 10 = 6 m/s²

최종 속도:

v_t = v_o + 에서

v_t = 6 + (6)(12)

v_t = 6 + 72

v_t = 78m/s

The 거리 12초 만에 이동했습니다.

s = v_o t + 1/2에서²

s = (6)(12) + 1/2 (6)(12)²

s = 72 + (3)(144)

s = 72 + 432

s = 504미터

(1) 힘에 의해 수행된 일

W = F s = (60)(504) = 30,240 줄

(2) 최종 운동 에너지

운동 에너지 = 1/2 mv_t² = 1/2 (10)(78)²= (5)(6084) = 30,420 줄

(3) 힘

P = W / t = 30,240 / 12 = 2,520 줄/초

(4) 운동 에너지의 증가

ΔKE = 1/2 mv_t²– 1/2 mv_o²= 1/2 m (v_t²- V_o²) = 1/2 (10)(78²- 6²) = 5 (6084 –36) = 5 (6048)

ΔKE = 30,240 줄

5. 더 큰 작업은 객체 번호에 의해 수행됩니다…

운동 에너지 – 문제점과 해결책 1

솔루션 :

알짜 일 = 운동 에너지의 변화

W_그물 = ½ m (v_t² - V_o²)

더 큰 규모의 작품:

W₁ = ½ (8)(4² - 2²) = (4)(16 – 4) = (4)(12) = 48 줄

W₂ = ½ (8)(5² - 3²) = (4)(25 – 9) = (4)(16) = 64 줄

W₃ = ½ (10)(6² - 5²) = (5)(36 – 25) = (5)(11) = 55 줄

W₄ = ½ (10)(4² - 0²) = (5)(16 – 0) = (5)(16) = 80 줄

W₅ = ½ (20)(3² - 3²) = (10)(9 – 9) = (10)(0) = 0 줄

6. 질량이 4000kg인 자동차가 직선 경로를 따라 25m/s의 속도로 주행하고 있다. 이 자동차는 감속되어 최종 속도가 15m/s가 된다. 자동차에 한 일은 얼마인가?

알려진 바에 따르면:

질량(m) = 4000 kg

초기 속도(v)_o) = 25 m/s

최종 속도(v)_t) = 15 m/s

구함 : 차량에 대한 작업 내용

솔루션 :

W_그물 = ½ m (v_t² - V_o²) = ½(4000)(15²-25²) = (2000)(225-625) = (2000)(-400) = -800,000 줄 = -800 kJ

7. 0.1kg의 물체가 5m 높이에서 6m/s의 속도로 수평 방향으로 던져졌다. 만약 중력 가속도 10m/s입니다.²그렇다면 2미터 높이에서 공의 운동 에너지는 얼마일까요?

알려진 바에 따르면: 운동 에너지 – 문제점과 해결책 2

질량(m) = 0.1 kg

높이 변화량(h) = 5m – 2m = 3m

중력 가속도(g) = 10 m/s²²

구함: 2미터 높이에서의 운동 에너지.

솔루션 :

포물체 운동은 운동의 수평 성분과 수직 성분을 각각 분석함으로써 이해할 수 있습니다. 수평 방향 운동은 다음과 같이 분석됩니다. 등속 운동 수직 방향의 움직임은 다음과 같이 분석되었습니다. 자유낙하 운동 또는 수직 운동.

초기 기계적 에너지 = 중력 위치 에너지.

PE = mgh = (0.1)(10)(3) = 3 줄.

The 최후의 기계적 에너지 = 운동 에너지.

운동 에너지(KE)는 3줄입니다.

8. 질량이 1000kg인 자동차가 정지 상태에서 출발하여 5m/s의 속도로 움직입니다. 자동차가 한 일은 얼마입니까?

알려진 바에 따르면:

질량(m) = 1000 kg

초기 속도(v)_o) = 0

최종 속도(v)_t) = 5 m/s

구함: 자동차로 수행된 작업량(W)

솔루션 :

W_그물 = ½ m (v_t² - V_o²)

자동차로 수행한 작업:

W_그물 = ½ (1000)(5² - 0²) = (500)(25 – 0) = (500)(25) = 12,500 줄

9. 500그램짜리 공이 지표면에서 10m/s의 초기 속도로 수직 위쪽으로 던져졌다.²중력 가속도는 10 m/s²입니다.^-2공이 최고 높이에 도달했을 때 중력이 한 일은 얼마입니까?

알려진 :

공의 질량(m) = 500그램 = 0.5kg

초기 속도(v)_o) = 10 m/s²

최종 속도(v)_t) = 0 (최고점에서의 속도)

중력 가속도(g) = 10 m/s²²

구함: 무게에 의해 수행된 일(W)

솔루션 :

물체에 작용하는 알짜힘이 한 알짜일은 운동 에너지의 변화량과 같습니다.

W_그물 = ΔEK = EK_t– EK_o

Wnet = ½ mv_t² - 0.5mV_o²= ½ m (v_t² - V_o²)

KE_t = 최종 운동 에너지, KE_o= 초기 운동 에너지, m = 물체의 질량, v_t = 물체의 최종 속도, v_o = 물체의 초기 속도.

회로망:

W_그물= ½ m (v_t² - V_o²) = ½ (0.5)(0² - 10²)

W_그물 = (0.25)(-100) = -25 줄

마이너스 부호는 변위 방향이 공의 무게 방향과 반대임을 나타냅니다. 공의 움직임 방향은 수직이고 무게의 방향은 수직입니다.

10. 1kg의 물체가 2.5m의 높이 차이로 자유낙하합니다. 중력 가속도는 10 m²/s²입니다.^-2물체에 가해진 일은 무엇입니까?

알려진 바에 따르면:

공의 질량(m) = 1 kg

초기 속도(v)_o) = 0 m/s

높이(h) = 2.5미터

중력 가속도(g) = 10 m/s²²

구함: 이주 중 네트워크

솔루션 :

공의 최종 속도 (v_t)

자유낙하 운동 방정식을 이용하여 계산하였다. 알려진 바에 따르면: 중력 가속도(g) = 10 m/s²²공의 높이 변화량(h)은 2.5미터입니다. 구함: 최종 속도.

v_t² = 2 gh = 2(10)(2.5) = 2(25)

v_t = √2(25)

v_t = 5√2

알짜 일 = 운동 에너지의 변화량

W_그물 = ΔEK = ½ m (v_t² - V_o²) = ½ (1){(5√2)² - 0²}

W_그물 = ½ (25)(2) = 25 줄

11. 2kg의 물체가 72km/h의 속도로 이동하고 있습니다. 400m를 이동한 후 물체의 최종 속도는 144km/h입니다. 중력 가속도는 10m²/s²입니다.^-2네트워크를 찾으세요.

알려진 바에 따르면:

물체의 질량(m) = 2 kg

초기 속도(v)_o) = 72 km/h = 20 m/s

최종 속도(v)_t) = 144 km/h = 40 m/s

거리 (s) = 400미터

중력 가속도(g) = 10 m/s²²

구함: 네트워크

솔루션 :

알짜 일 = 운동 에너지의 변화량

W_그물= ΔEK = ½ m (v_t² - V_o²) = ½ (2)(40² - 20²}

W_그물 = ½ (2)(1600 – 400) = 1200 줄

12. 2kg 물체가 2ms 동안 이동합니다.^{- 1}물체에 가해진 일은 21줄입니다. 물체의 최종 속도는 얼마입니까?

알려진 바에 따르면:

질량(m) = 2 kg

초기 속도(v)_o) = 2 m/s

일(W) = 21 줄

구함: 최종 속도(v)_t)

솔루션 :

W_그물= ΔEK

W_그물= 1/2 mV_t² -1/2 mV_o²

W_그물 = 1/2 m (v_t² - V_o²)

21 = 1/2 (2) (v_t² - 2²)

21 = (v_t² - 2²)

21 = 브이_t² - 4

v_t²= 21 + 4 = 25

v_t = √25

v_t = 5m/s

13질량이 16kg인 물체에 8N의 일정한 힘이 작용합니다. 물체가 처음 정지 상태에 있을 때, 힘이 4초 동안 작용한 후 물체의 속도를 구하세요.

알려진 바에 따르면:

일정한 힘(F) = 8 뉴턴

물체의 질량(m) = 16 kg

물체의 초기 속도(v)_o) = 0 m/s

물체에 힘이 작용하는 시간 간격(t) = 4초

구함: 최종 속도(v)_t)

솔루션 :

일 = 운동 에너지의 변화량

W = 최종 운동 에너지 – 초기 운동 에너지

W = ½ mv_t² - 0.5mV_o²

W = ½ mV_t² - 0

W = ½ mv_t² —— 방정식 1

일 = 힘 × 변위

W = F d

W = 8일

아래의 비균일 선형 운동 방정식을 이용하여 변위(d)를 계산하시오.

d = v_o t + ½ at²

d = 변위, v_o = 초기 속도, t = 시간 간격, a = 가속도

d = 0 + ½ at² = ½ at²—-> a = (v_t - V_o) / t = v_t / 티

d = ½ (v_t / t) t²

^d= ½ (v_t) t

일의 방정식에서 변위(d)를 변경하십시오.

W = 8일

W = 8(1/2)(v_t)(티)

W = (4)(v_t)(t) —— 방정식 2

방정식 1 = 방정식 2

W = W

½ mv_t²= (4)(v_t)(티)

½ mv_t= (4)(t)

½ (16)(v_t) = 4(4)

8의 V_t = 16

v_t = 16/8

v_t = 2미터/초

14물체의 속도를 처음 속도의 두 배로 늘리는 데 필요한 일의 양을 구하시오.

알려진 바에 따르면:

물체의 질량(m) = 1 kg

초기 속도(v)_o) = 1 m/s

최종 속도(v)_t) = 2 x 초기 속도 = 2 x 1 = 2 m/s

구함: 작업

솔루션 :

초기 운동 에너지:

초기 운동 에너지 = ½ mv_o² = ½ (1)(1)² = ½ (1)(1) = ½ (1) = 0.5

물체의 속도가 초기 속도의 2배가 될 때의 최종 운동 에너지:

최종 운동 에너지 = ½ mv_t² = ½ (1)(2)² = ½ (4) = 2

일-운동 에너지 정리:

일 = 운동 에너지의 변화량

일 = 최종 운동 에너지 - 초기 운동 에너지

일 = 2 – 0.5

일 = 1.5

초기 운동 에너지 = 0.5

일의 양 = 3 x 0.5 = 1.5

초기 운동 에너지의 3배에 해당하는 일이 필요했습니다.

15질량이 1500kg인 자동차가 직선의 매끄러운 수평 도로에서 시속 36km로 움직이고 있습니다. 이 자동차는 시속 72km까지 가속했습니다. 자동차를 가속하는 데 필요한 일의 양을 구하세요.

알려진 바에 따르면:

자동차의 질량(m) = 1500 kg

자동차의 초기 속도(v)_o) = 36km/시간 = 36,000미터 / 3600초 = 10미터/초

자동차의 최종 속도(v)_t) = 72km/시간 = 72,000미터 / 3600초 = 20미터/초

구함: 자동차를 가속하는 데 필요한 작업

솔루션 :

일-운동 에너지 정리:

W = EK 최종값 – EK 초기값

W = ½ mv_t² - 0.5mV_o² = ½ m (v_t² -V_o²)

W = ½ (1500)(20² - 10²)

W = ½ (1500)(400 – 100)

W = ½ (1500)(300)

W = (1500)(150)

W = 225,000 줄

16질량이 2kg인 물체가 처음에는 시속 72km의 속도로 움직이고 있습니다.^-1수평 직선 도로에서 400m를 이동한 후, 물체의 속도는 144km/h입니다.^-1물체에 가해진 총 일의 양을 구하십시오.

알려진 바에 따르면:

물체의 질량(m) = 2 kg

초기 속도(v)_o) = 72km/시간 = 72,000미터 / 3600초 = 20m/s

최종 속도(v)_t) = 144km/시간 = 144,000미터 / 3600초 = 40m/s

물체의 변위 = 400미터

구함: 객체의 네트워크

솔루션 :

일-운동 에너지 정리는 물체에 작용하는 알짜 일의 양과 물체의 운동 에너지 변화량이 같다는 것을 나타냅니다.

W net = 최종값 - 초기값

W net = ½ mv_t² - 0.5mV_o²

W net = ½ m (v_t² - V_o²)

W net = ½ (2)(40² - 20²)

W 순 = 1600 – 400

W net = 1200 줄

설명 :

W = 일, KE = 운동 에너지

운동 에너지

17. 10그램짜리 총알이 100m/s의 일정한 속도로 움직이고 있다. 이 총알의 운동 에너지는 얼마인가?

알려진 바에 따르면:

총알의 질량(m) = 10그램 = 10/1000킬로그램 = 1/100킬로그램 = 0.01킬로그램

총알의 속도(v) = 100미터/초

구함 : 운동 에너지

솔루션 :

운동 에너지 = 1/2 mv²

운동 에너지 = 1/2 (0,01 kg)(100 m/s)²

운동 에너지 = 1/2 (0,01 kg)(10.000 m)²/s²)

운동 에너지 = (0,01 kg)(5000 m)²/s²)

운동 에너지 = 50 kg m²/s²

운동 에너지 = 50 줄

[wpdm_package id = '1191 ′]

강제 노동 – 문제점과 해결책

1. 한 사람이 일정한 힘 F = 20 N으로 블록을 수평면을 따라 2 m만큼 당깁니다. (이때) 강제로 수행된 작업 블록에 작용하는 F.

강제 노동 – 문제점과 해결책 1

알려진 바에 따르면:

힘(F) = 20 N

배수량 (s) = 2m

각도(θ)) = 0

구함 : 일(W)

솔루션 :

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

2. 수평면을 따라 1m 떨어진 상자에 10N의 힘 F가 작용합니다. 이 힘은 30° 각도로 작용합니다.^o 아래 그림과 같이 각도를 이루도록 하세요. 힘 F가 한 일을 구하세요!

강제 노동 – 문제점과 해결책 2

알려진 :

힘(F) = 10 N

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

변위(d) = 1미터

구함 : 일(W) ?

해법 :

W = F_x d = (5√3)(1) = 5√3 줄

3. 물체가 2m 높이에서 정지 상태에서 자유낙하합니다. 만약 중력에 의한 가속도 10m/s입니다.²에 의해 수행된 일을 결정하십시오. 중력!

알려진 바에 따르면:

사물 질량 (m) = 1kg

높이(h) = 2m

중력 가속도(g) = 10 m/s²²

구함: 중력에 의해 수행된 일(W)

솔루션 :

W = F d = wh = mgh

W = (1)(10)(2) = 20 줄

W = 일, F = 힘, d = 거리, w = 무게여기서 h는 높이, m은 질량, g는 중력 가속도입니다.

4. 1kg의 물체가 용수철에 매달려 2cm 늘어났습니다. 중력 가속도가 10m/s²일 때,²(a) 용수철 상수 (b) 용수철 힘이 물체에 한 일을 구하시오.

알려진 바에 따르면:

질량(m) = 1 kg

중력 가속도(g) = 10 m/s²²

신장률(x) = 2cm = 0.02m

무게(w) = mg = (1 kg)(10 m/s)²) = 10 kg m/s²= 10N

구함: 용수철 상수와 용수철 힘이 한 일

솔루션 :

(a) 스프링 상수

공식 Hooke의 법칙 :

F = k x.

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

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

k = 500 N/m

(b) 용수철 힘이 한 일

W = – ½ kx²

W = – ½ (500)(0.02)²

W = – (250)(0.0004)

W = -0.1 줄

마이너스 부호는 용수철 힘의 방향이 물체의 변위 방향과 반대임을 나타냅니다.

5. 힘 F = 10 N이 상자를 2 m 변위만큼 가속시킵니다. 바닥은 거칠고 마찰력을 가합니다. 마찰력 F_k= 2 N. 상자에 가해진 알짜 일의 양을 구하세요.

강제 노동 – 문제점과 해결책 3

알려진 바에 따르면:

힘(F) = 10 N

운동 마찰력(F)_k) = 2N

변위(d) = 2m

구함: 네트워크(W)_그물)

솔루션 :

힘 F에 의해 수행된 일 :

W₁ = F d cos 0 = (10)(2)(1) = 20 줄

운동 마찰력(F)에 의해 수행된 일_k) :

W₂ = 에프_k d = (2)(2)(cos 180) = (2)(2)(-1) = -4 줄

회로망:

W_그물 = 여₁ -W₂

W_그물 = 20 - 4

W_그물 = 16 줄

6힘 F가 블록에 한 일은 얼마입니까?

알려진 바에 따르면: 강제 노동 – 문제점과 해결책 1

힘(F) = 12 뉴턴

변위(d) = 4미터

구함 : 업무(W)

솔루션 :

W = F d = (12 뉴턴)(4 미터) = 48 N m = 48 줄

7어떤 물체가 200N의 힘으로 밀렸을 때, 물체의 변위는 2m입니다. 물체에 한 일은 얼마입니까?

알려진 바에 따르면:

힘(F) = 200 뉴턴

변위(d) = 2미터

구함 : 업무(W)

솔루션 :

일하다 :

W = F s

W = (200 뉴턴)(2 미터)

W = 400 N·m

W = 400 줄

8. 승용차 운전자는 자신의 차를 트럭 바로 앞 0.5m 지점에 주차하려고 합니다. 트럭은 승용차에서 10m 떨어진 곳에 있습니다. 승용차가 해야 할 일은 얼마입니까?

알려진 바에 따르면: 강제 노동 – 문제점과 해결책 2

변위(d) = 10미터 – 0.5미터 = 9.5미터

힘(F) = 50 뉴턴

구함: 업무(W)

솔루션 :

W = F s

W = (50 뉴턴)(9.5 미터)

W = 475 N·m

W = 475 줄

강제 노동 – 문제점과 해결책 3

톰과 제리가 한 일 덕분에 자동차는 4미터를 이동할 수 있었습니다. 톰과 제리가 가한 힘은 각각 50N과 70N입니다.

알려진 바에 따르면:

변위(초) = 4미터

알짜힘(F) = 50뉴턴 + 70뉴턴 = 120뉴턴

구함 : 업무(W)

솔루션 :

W = Fs = (120 뉴턴)(4미터) = 480 N·m = 480 줄

10운전자가 자동차를 끌어서 자동차가 1000cm 이동했습니다. 자동차에 한 일은 얼마입니까?

알려진 바에 따르면: 강제 노동 – 문제점과 해결책 4

힘(F) = 250 뉴턴

변위(초) = 1000cm = 1000/100미터 = 10미터

구함: 업무(W)

솔루션 :

W = Fs = (250 뉴턴)(10미터) = 2500 N·m = 2500 줄

11. 아래 그림을 바탕으로, 알짜힘이 한 일이 다음과 같을 경우 375줄, 물체의 변위를 구하십시오.

강제 노동 – 문제점과 해결책 11

알려진 바에 따르면:

작업 (W) = 375 줄

순력 (ΣF) = 40 N + 10 N – 25 N = 25 뉴턴 (오른쪽으로)

구함: 배수량 (d)

솔루션 :

일의 방정식:

W = F s

물체의 변위:

d = W / F = 375 줄 / 25 뉴턴

d = 15미터s

12. 아래 활동들은 w히치 하지 마세요 일 is ...

A. 물체를 10미터까지 밀어 보세요.

B. 차가 움직일 때까지 미세요.

C. 벽을 밀어보세요

D. 상자를 꺼냈다

솔루션 :

일의 방정식:

W = ΣF s

여 = 일, F = 정력에도 유리합니다., d = 배수량

B위 공식에 따르면, 힘이 한 일과 변위가 있습니다.

정답은 C입니다.

13앤드류는 20N의 힘으로 물체를 밀어 반지름 7m의 원형 운동을 하도록 합니다. 두 번의 운동 동안 앤드류가 한 일의 양을 구하세요. 원 운동.

A. 0줄

B. 1400줄

C. 1540 줄

D. 1760 줄

솔루션 :

만약 그 사람이 밀면 휠체어 두 바퀴 원형 운동을 하면 사람과 휠체어는 원래 위치로 돌아오므로 사람의 변위는 0입니다.

변위가 0이므로 일도 0입니다.

정답은 A입니다.

14어떤 사람이 350N의 힘으로 바닥에 있는 물체를 밀었습니다. 바닥은 70N의 마찰력을 가합니다. 물체를 6미터 이동시키는 데 필요한 일의 양을 구하세요.

A. 45 J

B. 72 J

C. 1680 J

D. 2580 J

알려진 바에 따르면:

미는 힘(F) = 350 뉴턴

마찰력(F_fric) = 70 뉴턴

물체의 변위(s) = 6미터

구함 : 업무(W)

솔루션 :

물체에 작용하는 힘은 두 가지인데, 미는 힘(F)과 마찰력(F)입니다._fric미는 힘은 물체의 변위 방향과 같은 방향이므로 양의 일을 합니다. 반면에 마찰력은 물체의 변위 방향과 반대 방향이므로 음의 일을 합니다.

미는 힘이 한 일:

W = F d = (350 뉴턴)(6 미터) = 2100 뉴턴-미터 = 2100 줄

마찰력이 한 일:

W = – (F_fric)(s) = – (70 뉴턴)(6 미터) = – 420 뉴턴-미터 = – 420 줄

네트워크:

순 에너지(W net) = 2100 줄 – 420 줄

W net = 1680 줄

정답은 C입니다.

15마찰력이 10뉴턴인 거친 바닥에서 물체가 14뉴턴의 수평 방향으로 밀리고 있습니다. 물체를 8미터 이동시키는 데 필요한 알짜 일의 양을 구하세요.

A. 0.5줄

B. 3줄

C. 32 줄

D. 192 줄

알려진 바에 따르면:

미는 힘(F) = 14 뉴턴

마찰력(F_fric) = 10 뉴턴

물체의 변위(d) = 8미터

구함 : 업무(W)

솔루션 :

물체에는 미는 힘(F)과 마찰력(F)이라는 두 가지 힘이 작용합니다._fric).

미는 힘은 물체의 변위 방향과 같으므로 양의 일을 합니다. 반면에 마찰력은 물체의 변위 방향과 반대이므로 음의 일을 합니다.

미는 힘이 한 일:

W = Fs = (14 뉴턴)(8 미터) = 112 뉴턴 미터 = 112 줄

마찰력이 한 일:

W = – (F_fric)(s) = – (10 뉴턴)(8 미터) = – 80 뉴턴 미터 = – 80 줄

네트워크:

순 에너지(W net) = 112 줄 – 80 줄

W net = 32 줄

정답은 C입니다.

16아래 그림을 참고하여 알짜일량을 구하시오.

A. 360줄

B. 450줄

C. 600 줄

D. 750 줄

솔루션 :

일 = 힘(F) × 변위(d)

일의 양 = 삼각형 1의 면적 + 직사각형의 면적 + 삼각형 2의 면적

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

일 = 1/2(40)(3) + (40)(6) + 1/2(40)(3)

일 = (20)(3) + 240 + (20)(3)

일의 양 = 60 + 240 + 60

일 = 360 줄

정답은 A입니다.

17. 길이가 60cm인 나무 조각이 땅에 수직으로 박혀 있습니다. 나무 꼭대기에서 40cm 높이에서 10kg짜리 망치로 나무를 내리쳤습니다. 지면의 평균 저항력이 2 x 10⁻⁶일 때,³ N이고 중력 가속도는 10 m/s²입니다.²그러면 나무는 …에 부딪힌 후 완전히 땅속으로 들어갈 것입니다.

B. 16

C. 28

D. 30

알려진 바에 따르면:

망치의 질량(m) = 10 kg

중력 가속도(g) = 10 m/s²

망치의 무게(w) = mg = (10)(10) = 100 kg m/s²

나무를 치기 전 망치의 변위(d) = 40cm = 0.4미터

목재의 저항(F) = 2 x 10³ 엔 = 2000엔

나무의 길이(s) = 60cm = 0.6미터

구함: T나무는 …에 부딪힌 후 완전히 땅속으로 들어갈 것입니다.

솔루션 :

망치가 0.4미터만큼 움직일 때 망치에 가해지는 일의 양은 다음과 같습니다.

W = F d = ws = (100 N)(0.4 m) = 40 Nm = 40 줄

지면의 저항력이 한 일:

W = F d = (2000 N)(0.6 m) = 1200 Nm = 1200 줄

T나무는 …에 부딪힌 후 완전히 땅속으로 들어갈 것입니다.

1200줄 / 40줄 = 30

정답은 D입니다.

[wpdm_package id = '1192 ′]

케플러 법칙 - 문제점과 해결책

1. 지구의 거리 태양으로부터의 거리는 149.6 x 10입니다.⁶ 지구의 공전 주기가 1년이고, 거리는 km입니다. T를 계산하세요.² / r³

알려진 바에 따르면:

T = 1년, r = 149.6 x 10⁶ km

구함 : T² / r³ = … ?

해법 :

k = T² / r³= 1² / (149.6 x 10⁶)³ = 1 / (3348071.9 x 10¹⁸) = 2.98 x 10^-25year²/ km³

2. 우주 상수(G) = 6.67 x 10^-11 Nm²/킬로그램²그리고 Sun의 1.99 x 10³⁰ kg.

케플러의 법칙 – 문제점과 해결책 2

3. 지구와 태양 사이의 평균 거리는 149.6 x 10⁶입니다.⁶ 태양으로부터 수성까지의 평균 거리는 57.9 x 10 km입니다.⁶ km. 지구의 공전 주기는 1년입니다. 수성의 공전 주기는 얼마입니까?

알려진 바에 따르면:

지구의 r = 149.6 x 10⁶ km

수은의 r = 57.9 x 10⁶ km

지구의 T = 1년

구함 : 수은의 T?

솔루션 :

케플러의 법칙 – 문제점과 해결책 3

[wpdm_package id = '953 ′]

정지궤도 위성 – 문제점과 해결책

1. 정지궤도 위성은 지구 표면으로부터 얼마만큼 높이 떠 있습니까?

G = 보편 상수 = 6.67 x 10^-11 Nm²/킬로그램²

M = 지구의 질량 = 5.97x10²⁴ kg

T = 24시간 = 24(3600초) = 86,400초 = 8.64 x 10⁴ 초

해법

정지궤도 위성 - 문제점 및 해결책 1

위성의 지구 표면으로부터의 높이 = 4.22 x 10⁷ m = 4.22 x 10⁴km = 42,200km

위성의 지구 표면으로부터의 높이 = 6.38 x 10⁶ m = 6.38 x 10³km = 6380km

인공위성의 지구 표면으로부터의 높이 = 위성의 거리 지구 중심에서 지구 반지름까지

인공위성의 지구 표면으로부터의 높이 = 42,200km – 6380km

인공위성의 지구 표면으로부터의 높이 = 35,820km

2. 정지궤도 위성의 속도는 얼마입니까?

우주 상수(G) = 6.67 x 10^-11 Nm²/킬로그램²

지구의 질량(m)_E) = 5.97 x 10²⁴kg

위성과 지구 중심 사이의 거리(r) = 4.22 x 10⁷ m

해법

정지궤도 위성 - 문제점 및 해결책 2

또는 이 방정식을 사용하십시오.

정지궤도 위성 - 문제점 및 해결책 3

[wpdm_package id = '949 ′]

뉴턴의 만유인력 법칙 - 문제점과 해법

1. 그만큼 거리 사이에 몸무게가 40kg인 사람과 30kg인 사람이 2m 떨어져 있습니다. 이때 두 물체 사이의 거리는 얼마입니까? 중력 각각은 서로에게 영향을 미칩니다. 보편 상수 = 6.67 x 10^-11 Nm² / 킬로그램²

알려진 바에 따르면:

m₁ = 40kg, m₂ 질량 = 30 kg, 반지름 r = 2 m, 중력 가속도 G = 6.67 x 10⁻⁶^-11 Nm² / 킬로그램²

구함: 중력의 크기 (F) ?

솔루션 :

뉴턴의 만유인력 법칙 – 문제점과 해결책 1

2. 지구와 달 사이의 거리(r)는 3.84 x 10⁶입니다.⁸ m. 각 물체가 서로에게 작용하는 중력의 크기는 얼마입니까?

알려진 바에 따르면:

지구의 질량 (m_E) = 5.97 x 10²⁴ kg

달의 질량 (m_M) = 7.35 x 10²² kg

지구 중심과 달 중심 사이의 거리 (r) = 3.84 x 10⁸ m

보편 상수 (G) = 6.67 x 10^-11 Nm² / 킬로그램²

구함 : 중력의 크기(F)

솔루션 :

뉴턴의 만유인력 법칙 – 문제점과 해결책 2

3. 지구와의 거리는 얼마입니까? 지구와 달의 중력 크기는 0인가요?

알려진 바에 따르면:

지구의 질량 = 5.97x10²⁴ kg

달의 질량 = 7.35x10²² kg

지구 중심과 달 중심 사이의 거리 (r) = 3.84 x 10⁸ m.

보편 상수 (G) = 6.67 x 10^-11 Nm² / 킬로그램²

구함 : 지구로부터의 거리

솔루션 :

뉴턴의 만유인력 법칙 – 문제점과 해결책 3

순 중력은 0입니다.

뉴턴의 만유인력 법칙 – 문제점과 해결책 4

이차방정식 공식을 사용하세요:

A = – 6.35

B = – 7.68 x 10⁸

C = 87.76 x 10^-14

뉴턴의 만유인력 법칙 – 문제점과 해결책 5

[wpdm_package id = '955 ′]