5 potenciālo enerģijas jautājumu piemēri
Gravitācijas potenciālā enerģija
1. Lai paceltu 50 kg smagu objektu vertikāli, tiek izmantoti 4.900 džouli enerģijas. Objekts pacelsies līdz … augstumam (g = 9,8 ms -2 )
A. 0,1 m
B. 10 m
Aptuveni 98 m
D. 245 m
E. 960 m
Diskusija
Ir zināms, ka:
Potenciālās enerģijas izmaiņas (ΔEP) = 4900 džouli
objekta masa (m) = 50 kg
Brīvās krišanas paātrinājums (g) = 9,8 m/ s²
Vēlams: Objekts pacelsies tik augstu kā (Δh)
Atbilde:
ΔEP = mg Δh
4900 = (50)(9,8) Δh
Δh = 10 metri
Pareizā atbilde ir B.
Pavasara potenciālā enerģija
2. Šajā grafikā parādīta atsperes F (spēka) un x (garuma palielinājuma) savstarpējā saistība. Ja atspere ir deformēta par 8 cm, tad atsperes potenciālā enerģija ir...
A. 1,6 × 10-5 Joule
B. 6,4 × 10⁻⁴ džouli
Aptuveni 554 400 džouli
D. 543 600 džouli
E. 128 džouli
Diskusija
Ir zināms, ka:
Spēks (F) = 2 ņūtoni
Garuma pieaugums (x) = 1 cm = 1/100 metrs = 0,01 metrs
Atsperes novirze = 8 cm = 8/100 metri = 0,08 metri
Jautājums: Atsperes potenciālā enerģija
Atbilde:
Izmantojiet diagrammā redzamos datus, lai aprēķinātu atsperes konstanti.
Atsperes potenciālā enerģija:
∆ EP = 1/2 kx 2
∆ EP = 1/2 (200 N/m) (0,08 m) 2
∆ EP = (100 N/m) (0,0064 m 2 )
∆EP = 0,64 Nm
3. Starp šādiem objektu stāvokļiem:
(1) Izstiepta katapultas gumija
(2) Novirzīta svārsta
(3) Karsēts dzelzs
Objekti, kuriem ir potenciālā enerģija, tiek numurēti...
A. (1)
B. (1) un (2)
C. (2)
D. (2) un (3)
E. (3)
Diskusija
(1) Izstiepta katapultas gumija
Stiepjoties, katapultas gumijai ir elastīga potenciālā enerģija.
(2) Novirzīta svārsta
Kad svārsts tiek novirzīts, svārstam ir gravitācijas potenciālā enerģija.
Pareizā atbilde ir B.
4. Zemāk esošajā tabulā parādīti eksperimenta rezultāti, kurā izmantota atspere ar slodzi vienā galā. F apzīmē slodzes svaru un ∆L apzīmē garuma palielināšanos. Aprēķiniet darbu, kas nepieciešams, lai atsperi pagarinātu par 10 cm.
A. 336 000 džoulu
B. 259 200 džouli
Aptuveni 554 400 džouli
D. 543 600 džouli
E. 10 džouli
Diskusija
Ir zināms, ka:
Atsperes garuma pieaugums (∆L) = 10 cm = 0,1 metrs
Jautājums: Centieni pagarināt atsperi par 10 cm
Atbilde:
Izmantojiet tabulas datus, lai aprēķinātu atsperes konstanti:
k = F / ∆x = 20 N / 0,04 m = 500 N/m
k = F / ∆x = 30 N / 0,06 m = 500 N/m
k = F / ∆x = 40 N / 0,08 m = 500 N/m
Atsperes konstante ir 500 N/m
Piepūle, lai pagarinātu atsperi par 10 cm, ir:
W = 1/2 k ∆L 2 = 1/2 (500 N/m)(0,1 m) 2 = (250 N/m)(0,01 m 2 ) = 2,5 ņūtonmetri = 2,5 džouli.
Pareizā atbilde ir B.
5. Grafikā (Fx) parādīta spēka un atsperes garuma palielināšanās savstarpējā saistība. Atsperes potenciālās enerģijas lielums, pamatojoties uz iepriekš redzamo grafiku, ir…
A. 20 džouli
B. 16 džouli
C. 3,2 džouli
D. 1,6 džouli
E. 1,2 džouli
Diskusija
Ir zināms, ka :
F = 40 ņūtoni
Δx = 0,08 metri
Jautājums : Atsperes potenciālā enerģija?
Atbilde :
Atsperes konstante:
k = F / Δx
Atsperes potenciālā enerģija:
EP = ½ k Δx² = ½ ( F / Δx ) Δx² = ½ FΔx
EP = ½ (40)(0,08) = (20)(0,08) = 1,6 džouli
Pareizā atbilde ir D.
Jautājuma avots:
Valsts eksāmena fizikas jautājumi vidusskolai/profesionālajai vidusskolai
