역학적 에너지 보존 법칙 공식, 용수철의 위치 에너지, 간단한 기계

역학적 에너지 보존 법칙, 용수철의 위치 에너지, 간단한 기계에 대한 예제 문제와 공식

역학적 에너지 보존 법칙

1. 어떤 물체는 역학적 에너지는 일정하고, 운동 에너지는 증가하며, 중력 위치 에너지는 감소하고 있습니다. 이 물체는 어떤 상태에 있습니까?

1. DIAM
2. 위로 이동
3. 아래로 이동
4. 위쪽으로 가속하며 움직인다

논의
운동 에너지가 클수록 물체의 속도가 빨라지고, 중력 위치 에너지가 작을수록 물체는 지면으로부터 더 낮은 높이에 있게 됩니다. 이는 물체가 특정 높이에서 지면을 향해 내려올 때 발생합니다.

속도와 운동 에너지 사이의 관계는 운동 에너지 공식으로 나타낼 수 있습니다.
EK = ½ mV²
공식 설명: EK = 운동 에너지, m = 질량, v = 속도

높이와 중력 위치 에너지 사이의 관계는 중력 위치 에너지 공식으로 나타낼 수 있습니다.
EP = mgh
공식 설명: EP = 중력 위치 에너지, m = 질량, g = 중력 가속도, h = 높이
정답은 C입니다.

단순 기계
2. 단순 기계의 개략도에서 길이 a와 b의 비율은 a : b = 1 : 2,2입니다. 330뉴턴의 하중 B를 들어 올리는 데 필요한 최소 힘 F는 몇 뉴턴입니까?

1. 100
2. 150
3. 2200
4. 7260

논의
알려진 바에 따르면:
길이 a = 하중 팔 (l)_B) = 1
길이 b = 힘팔(l)_F) = 2,2
중력(w) = 330 뉴턴
질문: 지렛대력(F)
답변 :
단순 지렛대 기계의 기계적 이점을 구하는 공식:
KM = w / F = l_F / 나_B
설명 :
KM = 기계적 이점, w = 중력, F = 지렛대 효과, l_F = 힘팔, l_B = 하중 암
 
w / F = l_F / 나_B
330 / F = 2,2 / 1
330 / F = 2,2
330 / 2,2 = F
F = 150 뉴턴
정답은 B입니다.

3. 옆 그림을 보세요. 그림과 같이 학생이 힘 F를 가해 물체를 A 지점에서 B 지점으로 옮깁니다. 물체와 판 사이의 마찰을 무시할 경우, 이 활동의 ​​역학적 이점은 얼마입니까?

1. 4
2. 5/3
3. 5/4
4. 3/4

논의
알려진 바에 따르면:
경사면의 높이(y) = 4미터 – 1미터 = 3미터
평평한 면적의 길이(x) = 4미터
질문: 경사면의 기계적 이점(MC)
답변 :
피타고라스의 공식을 이용하여 경사면의 길이를 계산하세요.
R = √3²+4² = √9+16 = √25 = 5미터
경사면의 기계적 이점:
KM = R / y
KM = 5미터 / 3미터
KM = 5/3
정답은 B입니다.

스프링 위치 에너지

4. 다이빙 경기장은 스프링이 장착된 바닥을 이용하여 선수가 점프를 시작할 때 위쪽으로 추진력을 제공합니다. 선수가 500N의 힘으로 경기장 위로 점프할 때 스프링의 길이가 4cm 줄어듭니다. 선수를 추진하는 데 스프링이 제공하는 위치 에너지의 양은 얼마입니까?

1. 20줄
2. 10줄
3. 5줄
4. 2줄

논의
알려진 바에 따르면:
힘(F) = 500 N
용수철 길이 변화량(Δx) = 4cm = 0,04m
질문: 스프링의 위치 에너지
답변 :
먼저, 훅의 법칙 공식을 이용하여 용수철의 탄성 상수를 계산합니다.
k = F / Δx = 500 N / 0,04 m = 12500 N/m
용수철의 탄성 위치 에너지는 다음과 같습니다.
EP = ½ k Δx² = ½ (12500)(0,04)² = (6250)(0,0016)
EP = 10줄
정답은 B입니다.

질문 출처:

중학교 물리 OSN 질문