Pavyzdiniai klausimai apie mechaninę energiją

6 mechaninės energijos klausimų pavyzdžiai

Mechaninio darbo ir energijos teorema

1. Pažvelkite į šį bloko poslinkio paveikslėlį ! Tarkime, kad g = 10 m/ s² . Jei kinetinės trinties koeficientas tarp bloko ir grindų yra μ k = 0,5, tai objekto poslinkio (s) vertė yra ….

A. 5,00 mMechaninės energijos pavyzdys, 1 klausimas

B. 4,25 m

C. 3,00 m

D. 2,50 m

E. 2,00 m

Pembahasanas

Yra žinoma, kad :

Kinetinės trinties koeficientas ( μk ) = 0,5

Bloko masė (m) = 4 kg

Gravitacijos pagreitis (g) = 10 m/ s²

Bloko svoris (w) = mg = (4)(10) = 40 niutonų

Jei blokas stovi ant lygaus paviršiaus, tai normali jėga (N) = svoris (w) = 40 niutonų.

Pradinis greitis (v1 ) = 5 m/s

Galutinis greitis (v2 ) = 0 m/s

Klausiama : objekto (-ų) poslinkis?

Atsakymas :

Darbo ir mechaninės energijos teorema teigia, kad nekonservatyvios jėgos atliktas darbas (W) yra lygus objekto mechaninės energijos pokyčiui arba galutinei mechaninei energijai (EM 2 ) – pradinei mechaninei energijai (EM 1 ). Kinetinė trintis yra nekonservatyvi jėga, ir vienintelė nekonservatyvi jėga, veikianti bloką, yra kinetinė trinties jėga.

W = ΔEM

fk / s = EM² – EM¹

Kinetinės trinties atliekamas darbas:

W = fk / s = ( μk ) (N)(s) = (0,5)(40)(s) = 20 s

Mechaninės energijos pokyčiai:

Δ EM = EM 2 – EM 1 = (EK + EP) 2 – (EK + EP) 1

Objektas juda plokščiu paviršiumi ir nepatiria aukščio pokyčio ( Δh = 0), todėl gravitacinė potencialinė energija nekinta ( ΔEP = EP2 – EP1 = 0). Taigi mechaninės energijos pokyčiai apima tik kinetinės energijos pokyčius.

Δ EM = EK 2 – EK 1 = ½ mv 2 2 – ½ mv 1 2 = ½ m (v 2 2 – v 1 2 )

Δ EM = ½ (4) (0 2 – 5 2 ) = (2) (25) = 50

Bloko poslinkis yra:

W = ΔEM

20 sek = 50

s = 50 / 20 = 2,5 metrai

Teisingas atsakymas yra D.

Mechaninės energijos tvermės dėsnis

2. Objektai A ir B turi tą pačią masę. Objektas A krenta iš h metrų aukščio, o B – iš 2h metrų aukščio. Jei A trenkiasi į žemę vm/s greičiu, tai objekto B kinetinė energija yra….

A. 2 mv 2

B. 2 dalis

C. 3/4 mv 2

D. 1/2 mv 2

E. 1/4 mv 2

Pembahasanas

Galutinis objekto B, laisvai krentančio iš 2h aukščio, greitis yra:

v² = 2 g (2 val.) = 4 g/ km

B objekto kinetinė energija yra:

EK B = ½ mv 2 = ½ m (4 gh) = 2 mgh —– 1 lygtis

Pradinė objekto B mechaninė energija yra gravitacinė potencialinė energija = mg h. Galutinė objekto B mechaninė energija yra kinetinė energija = ½ mv 2.

Mechaninės energijos tvermės dėsnis :

mgh = ½ mv².

Kadangi mgh = ½ mv² , tai 1 lygtyje mgh galime pakeisti į ½ mv².

Objekto B kinetinė energija = 2 mgh = 2(½ mv² ) = mv²

Teisingas atsakymas yra B.

3. Pažvelkite į paveikslėlį apačioje! Objektas laisvai krenta iš 20 m aukščio. Jei gravitacijos pagreitis yra 10 m/s, tai objekto greitis, kai jis yra 15 m aukštyje virš žemės, yra….

A. 2 m/sMechaninės energijos pavyzdys, 2 klausimas

B. 5 m/s

C. 10 m/s

D. 15 m/s

E. 20 m/s

Pembahasanas

Galutinė mechaninė energija = pradinė mechaninė energija

Objekto kinetinė energija 2 taške = gravitacinės potencialinės energijos sumažėjimas 5 metrais

½ mv² = mg/h

½ v 2 = (10)(20-15)

½ v 2 = (10)(5)

½ v 2 = 50

v² = ( 2 )(50)

v2 = 100

v = 10 m/s

Teisingas atsakymas yra C.

4. Blokelis laikomas pasvirusios plokštumos viršuje, kaip parodyta paveikslėlyje. Atleistas blokelis be trinties slysta nuolydžiu. Blokeliui pasiekus nuolydžio apačią, jo greitis yra…

A. 6 ms-1Mechaninės energijos pavyzdys, 3 klausimas

B. 8 ms⁻²

C. 10 ms -1

D. 12 ms -1

E. 16 ms -1

Pembahasanas

Pradinė mechaninė energija = gravitacinė potencialinė energija = mgh = m (10)(5) = 50 m

Galutinė mechaninė energija = kinetinė energija = 1/2 mv²

Mechaninės energijos tvermės dėsnis teigia, kad pradinė mechaninė energija = galutinė mechaninė energija.

EM o = EM t

50 m = 1/2 mV²

50 = 1/2 v²

2 (50) = v2

100 = v2

v = 10 m/s

Teisingas atsakymas yra C.

5. Blokas, kurio masė yra m kg, paleidžiamas iš h metrų aukščio virš žemės, kaip parodyta paveikslėlyje. Potencinės energijos (EP) ir kinetinės energijos (EK) santykis, kai blokas yra taške M, yra…

A. 1:3 Mechaninės energijos pavyzdys, 4 klausimas

B. 1:2

C. 2:1

2 : 5

3:7

Pembahasanas

Gravitacinė potencialinė energija taške M:

EP M = mg (0,3 val.)

Kinetinė energija taške M = gravitacinės potencialinės energijos sumažėjimas h-0,3h = 0,7h

EK M = EP = mg (0,7 val.)

Gravitacinės potencialinės energijos ir kinetinės energijos santykis taške M yra:

EP M : EK M

mg (0,3 val.): mg (0,7 val.)

0,3: 0,7

3: 7

Teisingas atsakymas yra E.

6. Pažvelkite į paveikslėlį, kuriame objektas A laisvai krenta iš taško P!

Jei EP Q ir EK Q yra atitinkamai potencialinė ir kinetinė energijos taške Q (g = 10 m/s² ) , tai EP Q : EK Q yra….

A. 16:9Mechaninės energijos pavyzdys, 5 klausimas

B. 9:16

C. 3:2

2 : 3

2:1

Pembahasanas

Gravitacinė potencialinė energija Q taške:

EP Q = mgh = (m)(10)(1,8) = 18 m

Kinetinė energija Q taške = gravitacinės potencialinės energijos sumažėjimas 5-1,8 = 3,2 metro

EK Q = EP = mgh = m (10)(3,2) = 32 m

Gravitacinės potencialinės energijos ir kinetinės energijos santykis Q taške yra:

EP Q : EK Q

18 m: 32 m

18: 32

9: 16

Klausimo šaltinis:

Nacionalinio fizikos egzamino klausimai vyresniosioms vidurinėms mokykloms / profesinėms mokykloms

Palikite komentarą