ການອະນຸລັກພະລັງງານກົນຈັກເທິງໜ້າໂຄ້ງ - ບັນຫາ ແລະ ວິທີແກ້ໄຂ

ການອະນຸລັກພະລັງງານກົນຈັກເທິງໜ້າໂຄ້ງ - ບັນຫາ ແລະ ວິທີແກ້ໄຂ

1. ຖ້າຄວາມໄວຂອງລູກບານຢູ່ຈຸດ A ແມ່ນ 6 m/s, ຄວາມໄວຂອງລູກບານຢູ່ຈຸດ B ແມ່ນ √92 m/s, ແລະ ຄວາມເລັ່ງຍ້ອນແຮງໂນ້ມຖ່ວງ ແມ່ນ g = 10 m/s ^2. ຄວາມສູງຂອງຈຸດ B (h) ແມ່ນເທົ່າໃດ?

ເປັນທີ່ຮູ້ຈັກ:

ຄວາມໄວຂອງລູກບານຢູ່ຈຸດ A (v)_A) = 6 ມ/ວິນາທີ

ຄວາມໄວຂອງລູກບານຢູ່ຈຸດ B (v _B ) = √92 m/s

ຄວາມເລັ່ງຍ້ອນແຮງໂນ້ມຖ່ວງ (g) = 10 m/s ²

ຄວາມສູງຂອງ A (h _A ) = 5.6 ແມັດ

ຄວາມສູງຂອງ B (h _B ) = h

ຕ້ອງການ: ຄວາມສູງຂອງຈຸດ B (h)

ວິທີແກ້ໄຂ:

ພະລັງງານກົນຈັກເບື້ອງຕົ້ນ = ພະລັງງານທ່າແຮງຂອງແຮງໂນ້ມຖ່ວງ

ຢູ່ຈຸດ A, ຄວາມໄວຂອງລູກບານ = 0, ສະນັ້ນ ພະລັງງານຈົນ ຂອງລູກບານ = 0. KE = 1/2 mv ² = 1/2 m (0) = 0.

ລູກບານຢູ່ທີ່ຄວາມສູງ 5.6 ແມັດ ດັ່ງນັ້ນລູກບານຈຶ່ງມີພະລັງງານທ່າແຮງທາງດ້ານແຮງໂນ້ມຖ່ວງ. ພະລັງງານທ່າແຮງທາງດ້ານແຮງໂນ້ມຖ່ວງ : PE = mgh = m (10)(5.6) = 56 m

ພະລັງງານກົນຈັກ ເບື້ອງຕົ້ນ = ພະລັງງານທ່າແຮງຂອງແຮງໂນ້ມຖ່ວງ + ພະລັງງານຈົນ = 56 ມ + 0 = 56 ມ

ພະລັງງານກົນຈັກສຸດທ້າຍ = ພະລັງງານທ່າແຮງຂອງແຮງໂນ້ມຖ່ວງ + ພະລັງງານຈົນ

ຢູ່ຈຸດ B, ຄວາມສູງຂອງລູກບານແມ່ນ h. ພະລັງງານທ່າແຮງແຮງໂນ້ມຖ່ວງ: PE = mgh = m (10) h = 10 mh

ພະລັງງານຈົນຂອງລູກບານ: KE = 1/2 mv ² = 1/2 m (√92) ² = 1/2 m (92) = 46 m

ພະລັງງານກົນຈັກສຸດທ້າຍ = ພະລັງງານທ່າແຮງຂອງແຮງໂນ້ມຖ່ວງ + ພະລັງງານຈົນ = 10 mh + 46 m = m (10 h + 46)

ຫຼັກການອະນຸລັກພະລັງງານກົນຈັກ:

ພະລັງງານກົນຈັກເບື້ອງຕົ້ນ = ພະລັງງານກົນຈັກສຸດທ້າຍ

56 ແມັດ = ແມັດ (10 ຊົ່ວໂມງ + 46)

56 = 10 ຊົ່ວໂມງ + 46

56 – 46 = 10 h

10 = 10 ຊົ່ວໂມງ

h = 10/10

ສູງ = 1 ແມັດ

2.

ຖ້າຄວາມໄວເບື້ອງຕົ້ນ = 0, ຄວາມເລັ່ງຍ້ອນແຮງໂນ້ມຖ່ວງ = 10 m/s ² , ແລ້ວຄວາມໄວຢູ່ທີ່ລະດັບຄວາມສູງຂອງ B ແມ່ນຫຍັງ.

ເປັນທີ່ຮູ້ຈັກ:

ຄວາມໄວເບື້ອງຕົ້ນ (v₂O ₎ = 0

ຄວາມສູງເບື້ອງຕົ້ນ (h₂o ₎ = 50 ມ – 10 ມ = 40 ມ

ຄວາມສູງສຸດທ້າຍ (ht ₎ = 0

ຄວາມເລັ່ງຍ້ອນແຮງໂນ້ມຖ່ວງ (g) = 10 ms ^-2

ຕ້ອງການ: ຄວາມໄວສຸດທ້າຍ (v _t )

ວິທີແກ້ໄຂ:

ການປ່ຽນແປງຂອງພະລັງງານ kinetic:

ΔKE = 1/2 m (v _t ² – v _o ² ) = 1/2 m (v _t ² – 0) = 1/2 mv _t ²

ການປ່ຽນແປງຂອງພະລັງງານທີ່ມີທ່າແຮງ:

ΔPE = ມກ (ht _​​– h₂o ₎ = ມ (10)(0-40) = ມ (10)(-40) = – 400 ມ

ຄິດໄລ່ຄວາມໄວສຸດທ້າຍ (v _t ) ໂດຍໃຊ້ສົມຜົນຂອງຫຼັກການ ອະນຸລັກພະລັງງານກົນຈັກ :

0 = ΔKE + ΔPE

0 = 1/2 mv _t ² – 400 ແມັດ

1/2 mv _t ² = 400 ແມັດ

1/2 v _t ² = 400

vt2 = ² (400 ₎

vt ₌ √(400)(2)

vt = 20√2 ມ/ວິນາ _ທີ

1. “ການອະນຸລັກພະລັງງານກົນຈັກ” ໝາຍຄວາມວ່າແນວໃດ?
   • ຕອບ: ການອະນຸລັກພະລັງງານກົນຈັກໝາຍຄວາມວ່າພະລັງງານກົນຈັກທັງໝົດ (ຜົນບວກຂອງພະລັງງານຈົນ ແລະ ພະລັງງານທ່າແຮງ) ຂອງລະບົບໂດດດ່ຽວຄົງທີ່ຖ້າມີພຽງແຮງອະນຸລັກເຊັ່ນ: ແຮງໂນ້ມຖ່ວງ, ກະທຳຕໍ່ມັນ.
2. ວັດຖຸທີ່ເຄື່ອນທີ່ຢູ່ເທິງໜ້າດິນໂຄ້ງ (ເຊັ່ນ: ລູກບານທີ່ກິ້ງລົງມາຕາມທາງລາດໂຄ້ງ) ປະຫຍັດພະລັງງານກົນຈັກຂອງມັນໄດ້ແນວໃດ?
   • ຕອບ: ໃນຂະນະທີ່ວັດຖຸເຄື່ອນທີ່ລົງມາຕາມໜ້າດິນໂຄ້ງ, ພະລັງງານທ່າແຮງຈະຖືກປ່ຽນເປັນພະລັງງານຈົນ, ແຕ່ພະລັງງານກົນຈັກທັງໝົດຍັງຄົງທີ່, ໂດຍສົມມຸດວ່າບໍ່ມີແຮງທີ່ບໍ່ອະນຸລັກ (ເຊັ່ນ: ແຮງສຽດທານ) ກຳລັງເຮັດວຽກ.
3. ຖ້າບານຖືກປ່ອຍອອກຈາກບ່ອນຢຸດຢູ່ເທິງສຸດຂອງທາງລາດໂຄ້ງ, ພະລັງງານຈົນຂອງມັນຈະປ່ຽນແປງແນວໃດເມື່ອມັນເຄື່ອນທີ່ລົງມາຕາມທາງລາດ?
   • ຕອບ: ພະລັງງານຈົນຂອງລູກບານເພີ່ມຂຶ້ນເມື່ອມັນເຄື່ອນທີ່ລົງມາຕາມທາງລາດ ເນື່ອງຈາກພະລັງງານສັກກະຍະພາບຂອງມັນຫຼຸດລົງ ແລະ ຖືກປ່ຽນເປັນພະລັງງານຈົນ.
4. ໃນເວລາທີ່ບໍ່ມີແຮງສຽດທານ, ຄວາມໄວຂອງລູກບານຢູ່ທາງລຸ່ມຂອງແຜ່ນສະໄລ້ໂຄ້ງຈະປຽບທຽບກັບແຜ່ນສະໄລ້ຊື່ທີ່ມີຄວາມສູງເທົ່າກັນໄດ້ແນວໃດ?
   • ຕອບ: ຄວາມໄວຂອງລູກບານຢູ່ທາງລຸ່ມຈະຄືກັນສຳລັບທັງການເລື່ອນໂຄ້ງ ແລະ ຊື່ ເພາະວ່າການປ່ຽນພະລັງງານທ່າແຮງໄປເປັນພະລັງງານຈົນແມ່ນຂຶ້ນກັບຄວາມສູງຂອງແນວຕັ້ງເທົ່ານັ້ນ, ບໍ່ແມ່ນເສັ້ນທາງທີ່ຍ່າງໄປ.
5. ເປັນຫຍັງລູກບານຈຶ່ງບໍ່ຮອດຄວາມສູງເດີມຂອງມັນເມື່ອມ້ວນຂຶ້ນທາງລາດໂຄ້ງຫຼັງຈາກລົງມາຈາກຄວາມສູງທີ່ແນ່ນອນ?
   • ຕອບ: ຖ້າມີແຮງທີ່ບໍ່ອະນຸລັກເຊັ່ນ: ແຮງສຽດທານທີ່ກະທຳຕໍ່ລູກບານ, ພວກມັນຈະເຮັດວຽກຕໍ່ຕ້ານການເຄື່ອນທີ່, ປ່ຽນພະລັງງານກົນຈັກບາງສ່ວນຂອງລູກບານໄປເປັນຮູບແບບອື່ນໆ, ເຊັ່ນ: ຄວາມຮ້ອນ. ດັ່ງນັ້ນ, ລູກບານອາດຈະບໍ່ມີພະລັງງານພຽງພໍທີ່ຈະບັນລຸຄວາມສູງເດີມຂອງມັນ.
6. ຖ້າວັດຖຸສອງອັນທີ່ມີຮູບຮ່າງແຕກຕ່າງກັນ (ຕົວຢ່າງ: ກ້ອນກົມ ແລະ ກ້ອນສີ່ຫຼ່ຽມ) ເລື່ອນລົງມາຈາກຄວາມສູງດຽວກັນໂດຍບໍ່ກິ້ງ, ພວກມັນຈະມີຄວາມໄວເທົ່າກັນຢູ່ທາງລຸ່ມບໍ? ເປັນຫຍັງ?
   • ຕອບ: ແມ່ນແລ້ວ, ພວກມັນຈະມີຄວາມໄວເທົ່າກັນຢູ່ທາງລຸ່ມ. ສົມມຸດວ່າບໍ່ມີການກິ້ງ ແລະ ບໍ່ມີການສຽດທານ, ປັດໄຈດຽວທີ່ກຳນົດຄວາມໄວຂອງພວກມັນແມ່ນການອະນຸລັກພະລັງງານໂດຍອີງໃສ່ຄວາມສູງເບື້ອງຕົ້ນ, ບໍ່ແມ່ນຮູບຮ່າງຂອງມັນ.
7. ຄວາມໂຄ້ງຂອງໜ້າດິນມີຜົນກະທົບຕໍ່ແຮງປົກກະຕິທີ່ມີຕໍ່ວັດຖຸທີ່ເຄື່ອນທີ່ຕາມມັນແນວໃດ?
   • ຕອບ: ຄວາມໂຄ້ງເຮັດໃຫ້ທິດທາງຂອງແຮງປົກກະຕິປ່ຽນແປງເມື່ອວັດຖຸເຄື່ອນທີ່. ເທິງໜ້າດິນທີ່ໂຄ້ງຂຶ້ນເທິງ (ເຊັ່ນ: ພາຍໃນໂຖ), ແຮງປົກກະຕິຈະໃຫຍ່ກວ່າຢູ່ດ້ານລຸ່ມຍ້ອນແຮງສູນກາງທີ່ຕ້ອງການສຳລັບການເຄື່ອນທີ່ໂຄ້ງ. ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ເທິງໜ້າດິນທີ່ໂຄ້ງ, ແຮງປົກກະຕິສາມາດຫຼຸດລົງ ຫຼື ແມ້ກະທັ້ງກາຍເປັນສູນ (ວັດຖຸອອກຈາກໜ້າດິນ) ຢູ່ຈຸດສູງສຸດ.
8. ລັດສະໝີຂອງຄວາມໂຄ້ງມີບົດບາດແນວໃດໃນການອະນຸລັກພະລັງງານກົນຈັກເທິງໜ້າດິນໂຄ້ງ?
   • ຕອບ: ລັດສະໝີຂອງຄວາມໂຄ້ງເອງບໍ່ໄດ້ສົ່ງຜົນກະທົບໂດຍກົງຕໍ່ການອະນຸລັກພະລັງງານກົນຈັກ. ເຖິງຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ມັນສາມາດມີອິດທິພົນຕໍ່ແຮງປົກກະຕິ ແລະ ຖ້າມີແຮງສຽດທານ, ປະລິມານພະລັງງານທີ່ສູນເສຍໄປໃຫ້ກັບແຮງທີ່ບໍ່ແມ່ນແຮງອະນຸລັກ.
9. ຖ້າເສັ້ນທາງມີຈຸດຫຼຸດລົງຢູ່ກາງ (ຄືກັບເສັ້ນໂຄ້ງຮູບຕົວ U), ພະລັງງານກົນຈັກຂອງວັດຖຸຈະປ່ຽນແປງແນວໃດເມື່ອມັນເຄື່ອນທີ່ຜ່ານຈຸດຫຼຸດລົງ ແລະ ຂຶ້ນໄປອີກຟາກໜຶ່ງ?
   • ຕອບ: ພະລັງງານສັກຍະພາບຂອງວັດຖຸຈະຫຼຸດລົງເມື່ອມັນເຄື່ອນທີ່ເຂົ້າໄປໃນຈຸດຫຼຸດລົງ ແລະ ເພີ່ມພະລັງງານຈົນຂອງມັນ. ເມື່ອມັນເຄື່ອນທີ່ຂຶ້ນໄປອີກຟາກໜຶ່ງ, ພະລັງງານຈົນຂອງມັນຈະຫຼຸດລົງ, ແລະ ພະລັງງານສັກຍະພາບຂອງມັນຈະເພີ່ມຂຶ້ນ. ຖ້າມີພຽງແຮງອະນຸລັກເທົ່ານັ້ນທີ່ກະທຳ, ພະລັງງານກົນຈັກທັງໝົດຈະຄົງທີ່ຕະຫຼອດການເຄື່ອນທີ່.
10. ວັດຖຸສາມາດມີທັງພະລັງງານຈົນແບບໝູນວຽນ ແລະ ພະລັງງານຈົນແບບແປໄດ້ບໍ ເມື່ອເຄື່ອນທີ່ຢູ່ເທິງໜ້າດິນໂຄ້ງ?

• ຕອບ: ແມ່ນແລ້ວ, ຖ້າວັດຖຸຄ້າຍຄືລູກບານກິ້ງ (ໂດຍບໍ່ເລື່ອນ) ເທິງໜ້າດິນໂຄ້ງ, ມັນຈະມີພະລັງງານຈົນແບບແປໄດ້ເນື່ອງຈາກຈຸດສູນກາງມວນສານຂອງມັນເຄື່ອນທີ່ ແລະ ພະລັງງານຈົນແບບໝູນວຽນເນື່ອງຈາກການໝູນຂອງມັນອ້ອມແກນຂອງມັນ.