ຕົວຢ່າງຄຳຖາມກ່ຽວກັບວຽກ ແລະ ພະລັງງານທ່າແຮງຂອງແຮງໂນ້ມຖ່ວງ

4 ຕົວຢ່າງຂອງວຽກ ແລະ ພະລັງງານທ່າແຮງຂອງແຮງໂນ້ມຖ່ວງ

1. ວັດຖຸທີ່ມີນ້ຳໜັກ 1 ກິໂລກຣາມ ຫຼຸດລົງຢ່າງອິດສະຫຼະ ຈາກຄວາມສູງ 10 ແມັດຫາໜ້າດິນ. ກຳນົດ:
(ກ) ວຽກທີ່ເຮັດໂດຍແຮງໂນ້ມຖ່ວງທີ່ມີຕໍ່ວັດຖຸ
(ຂ) ການປ່ຽນແປງ ພະລັງງານທີ່ມີທ່າແຮງ ແຮງໂນ້ມຖ່ວງ
ຄວາມເລັ່ງຍ້ອນແຮງໂນ້ມຖ່ວງ (g) = 10 m/s²
ສົນທະນາ
ມັນເປັນທີ່ຮູ້ຈັກ :
ມວນສານຂອງວັດຖຸ (ມ) = 1 ກິໂລກຣາມ
ຄວາມສູງ (ສ) = 10 ແມັດ
ຄວາມເລັ່ງຍ້ອນແຮງໂນ້ມຖ່ວງ (g) = 10 m/s²
ຕອບ:
(ກ) ວຽກທີ່ເຮັດໂດຍແຮງໂນ້ມຖ່ວງ
ເມື່ອວັດຖຸຕົກລົງຢ່າງອິດສະຫຼະ, ທິດທາງການເຄື່ອນທີ່ຂອງວັດຖຸຈະລົງລຸ່ມ ແລະ ທິດທາງຂອງແຮງໂນ້ມຖ່ວງທີ່ກະທຳຕໍ່ວັດຖຸ (ນ້ຳໜັກຂອງວັດຖຸ) ກໍ່ລົງລຸ່ມເຊັ່ນກັນ. ເນື່ອງຈາກພວກມັນຢູ່ໃນທິດທາງດຽວກັນ, ແຮງໂນ້ມຖ່ວງຈະເກີດຂຶ້ນພ້ອມກັນ ຫຼື ສ້າງເປັນມຸມ 0.^o ກັບທິດທາງການເຄື່ອນທີ່ຂອງວັດຖຸ. Cos 0 = 1 ແລະທຸກໆຕົວເລກຄູນດ້ວຍ 1 ແມ່ນຄືກັນກັບຕົວເລກນັ້ນ, ສະນັ້ນ cos 0 ຈຶ່ງບໍ່ຈຳເປັນຕ້ອງລວມຢູ່ໃນສູດວຽກ.
ສູດວຽກແມ່ນ W = Fs, ບ່ອນທີ່ W = ວຽກ, F = ແຮງ ແລະ s = ການຍ້າຍ. ຖ້າປັບໃຫ້ເຂົ້າກັບບັນຫານີ້, ສູດວຽກຈະປ່ຽນເປັນ W ​​= wh = mgh, ບ່ອນທີ່ W = ວຽກ, w = ແຮງໂນ້ມຖ່ວງ, h = ການປ່ຽນແປງຄວາມສູງຂອງວັດຖຸ, m = ມວນສານຂອງວັດຖຸ, g = ຄວາມເລັ່ງຍ້ອນແຮງໂນ້ມຖ່ວງ.
ສະນັ້ນວຽກງານທີ່ເຮັດໂດຍແຮງໂນ້ມຖ່ວງແມ່ນ:
W = wh = mgh = (1)(10)(10) = 100 ຈູນ

(b) ການປ່ຽນແປງຂອງພະລັງງານທ່າແຮງຂອງແຮງໂນ້ມຖ່ວງ
ຢູ່ທີ່ລະດັບຄວາມສູງ 10 ແມັດຈາກພື້ນດິນ, ພະລັງງານທ່າແຮງແຮງໂນ້ມຖ່ວງຂອງວັດຖຸແມ່ນ 100 ຈູນ. ເມື່ອມັນເຄື່ອນທີ່ລົງ, ຄວາມສູງຂອງວັດຖຸຈະຫຼຸດລົງ, ດັ່ງນັ້ນພະລັງງານທ່າແຮງແຮງໂນ້ມຖ່ວງຂອງມັນຈຶ່ງຫຼຸດລົງ. ເມື່ອມັນລົງເຖິງພື້ນດິນ, ບ່ອນທີ່ຄວາມສູງຂອງວັດຖຸເປັນສູນ, ພະລັງງານທ່າແຮງແຮງໂນ້ມຖ່ວງຂອງມັນຈະເປັນສູນ. ດັ່ງນັ້ນ, ພະລັງງານທ່າແຮງແຮງໂນ້ມຖ່ວງຂອງວັດຖຸຈະຫຼຸດລົງ 100 ຈູນ.

2. ວັດຖຸທີ່ມີນໍ້າໜັກ 10 ນິວຕັນ ຢູ່ເທິງພື້ນຜິວທີ່ລຽບ ແລະ ມີມຸມອຽງ 30°.^oຄວາມຍາວຂອງມຸມສາກແມ່ນ 2 ແມັດ. ວຽກທີ່ເຮັດໂດຍແຮງໂນ້ມຖ່ວງໃສ່ວັດຖຸໃນຂະນະທີ່ມັນເລື່ອນໄປຕາມມຸມສາກແມ່ນ...
ສົນທະນາ
ມັນເປັນທີ່ຮູ້ຈັກ :
ແຮງໂນ້ມຖ່ວງ (w) = 10 ນິວຕັນ
w_x = w ບາບ ປ້າ = (10)(ບາບ 30^o) = (10)(0,5) = 5 ນິວຕັນ
ຄວາມຍາວຂອງມຸມສາກ = 2 ແມັດ
ຄວາມເລັ່ງຍ້ອນແຮງໂນ້ມຖ່ວງ (g) = 10 m/s²
ຖາມແລ້ວ : ວຽກທີ່ເຮັດໂດຍແຮງໂນ້ມຖ່ວງ
ຈາວາບ :
ບັນຫານີ້ສາມາດແກ້ໄຂໄດ້ໂດຍໃຊ້ສອງວິທີ.
ວິທີທຳອິດ :
ສູດວຽກແມ່ນ W = F s. ຖ້າປັບໃຫ້ເຂົ້າກັບບັນຫານີ້, ສູດວຽກຈະປ່ຽນເປັນ W ​​= w_x s. ສະນັ້ນວຽກງານທີ່ເຮັດໂດຍແຮງໂນ້ມຖ່ວງແມ່ນ W = w_x s = (5)(2) = 10 ຈູນ.
ວິທີທີສອງ :
ວຽກທີ່ເຮັດໂດຍແຮງອະນຸລັກ, ເຊັ່ນ: ແຮງໂນ້ມຖ່ວງ, ບໍ່ໄດ້ຂຶ້ນກັບເສັ້ນທາງທີ່ວັດຖຸໄປ, ແຕ່ຂຶ້ນກັບການປ່ຽນແປງຂອງຄວາມສູງ. ດັ່ງນັ້ນ, ເພື່ອຄິດໄລ່ວຽກທີ່ເຮັດໂດຍແຮງໂນ້ມຖ່ວງ, ກ່ອນອື່ນໃຫ້ຄິດໄລ່ຄວາມສູງຂອງວັດຖຸກ່ອນ.
ຖ້າບໍ່ມີ 30^o = ດ້ານຕັ້ງ / ດ້ານກົງກັນຂ້າມ
0,5 = ດ້ານຕັ້ງສາກ / 2
ດ້ານຕັ້ງ = (0,5)(2)
ດ້ານຕັ້ງ = 1 ແມັດ
ຄວາມສູງຂອງວັດຖຸແມ່ນ 1 ແມັດ.
ວຽກທີ່ເຮັດໂດຍແຮງໂນ້ມຖ່ວງເມື່ອວັດຖຸເຄື່ອນທີ່ລົງແມ່ນ W = wh = (10)(1) = 10 Joules.

3. ພະລັງງານ 5000 ຈູນ ຖືກໃຊ້ເພື່ອຍົກວັດຖຸທີ່ມີມວນ 50 ກິໂລກຣາມ. ວັດຖຸດັ່ງກ່າວຈະສູງເຖິງ... g = 10 m/s²
A. 5 ມ
B. 10 ມ
C. 12 ມ
D. 15 ມ
E. 20 ມ
ການສົນທະນາ:
ມັນເປັນທີ່ຮູ້ຈັກ :
ແຮງໂນ້ມຖ່ວງຂອງ EP = 5000 Joules, m = 50 kg, g = 10 m/s².
ຖາມແລ້ວ :
ຮ?
ຈາວາບ :
EP = ມກ/ຊມ
5000 = (50)(10)(ຊມ)
5000 = 500 ຊົ່ວໂມງ
h = 5000 / 500 = 10 ແມັດ
ຄຳຕອບທີ່ຖືກຕ້ອງແມ່ນ B.

4. ວັດຖຸທີ່ມີມວນ 2 ກິໂລກຣາມ ຢູ່ສູງຈາກພື້ນດິນ 5 ແມັດ. ຄວາມເລັ່ງຍ້ອນແຮງໂນ້ມຖ່ວງ = 10 ແມັດ/ວິນາທີ²ຄວາມພະຍາຍາມທີ່ຕ້ອງການເພື່ອຍົກວັດຖຸໃຫ້ສູງ 15 ແມັດເໜືອໜ້າດິນແມ່ນ…
ກ. 100 ຈູລ
ຂ. 200 ຈູລ
ຄ. 300 ຈູລ
ງ. 400 ຈູລ
ອີ. 500 ຈູລ
ການສົນທະນາ:
ມັນເປັນທີ່ຮູ້ຈັກ :
ມ = 2 ກິໂລກຣາມ, ຊມ₁ = 5 ແມັດ, ຊມ₂ = 15 ແມັດ, g = 10 ແມັດ/ວິນາທີ²
ຖາມແລ້ວ :
ວ?
ຈາວາບ :
ວຽກ (W) = ການປ່ຽນແປງຂອງພະລັງງານທ່າແຮງແຮງໂນ້ມຖ່ວງ (EP)₂ – EP₁).
W = EP₂ – EP₁
W = ມກ/ຊມ₂ – ມກ₁
W = ມກ (ຊມ)₂ - ຮ₁)
W = (2)(10)(15-5) = (2)(10)(10) = 200 ຈູນ.
ຄຳຕອບທີ່ຖືກຕ້ອງແມ່ນ B.