6 примери на прашања за механичка енергија
Механичка теорема за работа-енергија
1. Погледнете ја следнава слика за поместувањето на блокот! Претпоставете g = 10 m/ s² . Ако коефициентот на кинетичко триење помеѓу блокот и подот е μ k = 0,5, тогаш вредноста на поместувањето на објектот (s) е ….
А. 5,00 м
Б. 4,25 м
C. 3,00 м
D. 2,50 m
E. 2,00 m
Дискусија
Познато е дека :
Коефициент на кинетичко триење ( μ k) = 0,5
Маса на блокот (m) = 4 кг
Забрзување поради гравитација (g) = 10 m/ s²
Тежина на блокот (w) = mg = (4)(10) = 40 Њутн
Ако блокот е на рамна површина, тогаш нормалната сила (N) = тежина (w) = 40 Њутни.
Почетна брзина (v1 ) = 5 m/s
Конечна брзина (v2 ) = 0 m/s
Прашано : поместување на предмет(и)?
Одговор :
Теоремата за работа-механичка енергија наведува дека работата (W) извршена од неконзервативна сила е еднаква на промената на механичката енергија на објектот или конечната механичка енергија (EM2 ) – почетната механичка енергија (EM1 ) . Кинетичкото триење е неконзервативна сила и единствената неконзервативна сила што дејствува на блокот е кинетичката сила на триење.
W = Δ EM
f k s = EM 2 – EM 1
Работа извршена со кинетичко триење:
W = f k s = ( μ k )(N)(s) = (0,5)(40)(s) = 20 s
Промени во механичката енергија:
Δ EM = EM 2 – EM 1 = (EK + EP) 2 – (EK + EP) 1
Предмет се движи на рамна површина и не доживува промена во висината ( Δ h = 0), па затоа нема промена во гравитационата потенцијална енергија ( Δ EP = EP 2 – EP 1 = 0). Значи, промените во механичката енергија вклучуваат само промени во кинетичката енергија.
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
Поместувањето на блокот е:
W = Δ EM
20 секунди = 50
s = 50 / 20 = 2,5 метри
Точниот одговор е Д.
Закон за зачувување на механичката енергија
2. Предметите А и Б имаат иста маса. Предметот А паѓа од висина од h метри, а Б паѓа од 2h метри. Ако А удри во земјата со брзина од vm/s, тогаш предметот Б ќе удри во земјата со кинетичка енергија од….
A. 2 мв 2
Б. мв 2
C. 3/4 mv 2
D. 1/2 mv 2
E. 1/4 mv 2
Дискусија
Конечната брзина на објектот Б кој слободно паѓа од висина од 2h е:
v2 = 2 g (2h) = 4 gh
Кинетичката енергија на објектот Б е:
EK B = ½ mv 2 = ½ m (4 gh) = 2 mgh —– Равенка 1
Почетната механичка енергија на објектот Б е гравитациона потенцијална енергија = mg h. Конечната механичка енергија на објектот Б е кинетичка енергија = ½ mv 2.
Закон за зачувување на механичката енергија :
mgh = ½ mv².
Бидејќи mgh = ½ mv2 , тогаш можеме да го замениме mgh во равенката 1 со ½ mv2.
Кинетичка енергија на телото B = 2 mgh = 2(½ mv² ) = mv²
Точниот одговор е Б.
3. Погледнете ја сликата подолу! Предмет паѓа слободно од висина од 20 m. Ако забрзувањето поради гравитацијата е 10 m/s, тогаш брзината на предметот кога е 15 m над земјата е….
A. 2 м/с
Б. 5 м/с
C. 10 м/с
Д. 15 м/с
И. 20 м/с
Дискусија
Конечна механичка енергија = почетна механичка енергија
Кинетичката енергија на објектот во точка 2 = намалување на гравитационата потенцијална енергија за 5 метри
½ mv 2 = mgh
½ v 2 = (10)(20-15)
½ v 2 = (10)(5)
½ v 2 = 50
v 2 = (2)(50)
v2 = 100
v = 10 м/с
Точниот одговор е Ц.
4. Блок е држен на врвот од наклонета рамнина како што е прикажано на сликата. Кога ќе се ослободи, блокот се лизга без триење по наклонот. Брзината на блокот кога ќе стигне до дното на наклонот е…
Б. 8 ms -1
C. 10 ms -1
D. 12 ms -1
E. 16 ms -1
Дискусија
Почетна механичка енергија = гравитациона потенцијална енергија = mgh = m (10)(5) = 50 m
Конечна механичка енергија = кинетичка енергија = 1/2 mV 2
Законот за зачувување на механичката енергија вели дека почетната механичка енергија = конечната механичка енергија.
ЕМ o = ЕМ t
50 м = 1/2 мв²
50 = 1/2 v 2
2 (50) = v2
100 = v2
v = 10 м/с
Точниот одговор е Ц.
5. Блок со маса од m kg е ослободен од висина од h метри над земјата како што е прикажано на сликата. Односот на потенцијалната енергија (EP) и кинетичката енергија (EK) кога се наоѓа во точката M е….
А. 1:3 
Б. 1: 2
C. 2:1
Д. 2:5
Е. 3: 7
Дискусија
Гравитациска потенцијална енергија во точката М:
EP M = mg (0,3 h)
Кинетичка енергија во точката M = намалување на гравитационата потенцијална енергија за h-0,3h = 0,7 h
EK M = EP = mg (0,7 h)
Односот на гравитационата потенцијална енергија и кинетичката енергија во точката М е:
ЕП М : ЕК М
мг (0,3 часа) : мг (0,7 часа)
0,3: 0,7
3: 7
Точниот одговор е Е.
6. Погледнете ја сликата од предметот А како слободно паѓа од точката P подолу!
Ако EP Q и EK Q се потенцијалната енергија и кинетичката енергија во точката Q, соодветно (g = 10 m/s 2 ), тогаш EP Q : EK Q е….
А. 16:9
Б. 9: 16
C. 3:2
Д. 2:3
Е. 2: 1
Дискусија
Гравитациска потенцијална енергија во точката Q:
EP Q = mgh = (m)(10)(1,8) = 18 m
Кинетичка енергија во точката Q = намалување на гравитационата потенцијална енергија за 5-1,8 = 3,2 метри
EK Q = EP = mgh = m (10)(3,2) = 32 m
Односот на гравитационата потенцијална енергија и кинетичката енергија во точката Q е:
ЕП П : ЕК П
18 м : 32 м
18: 32
9: 16
Извор на прашањето:
Прашања по физика за државни испити за средно училиште/стручно средно училиште
