Ажил ба таталцлын потенциал энергийн талаархи жишээ асуултууд

4 Ажил ба таталцлын потенциал энергийн жишээ

1. 1 кг масстай биет 10 метрийн өндрөөс газарт хүрэх хүртлээ чөлөөтэй унана. Тодорхойлбол:
(a) Таталцлын хүчний объект дээр хийх ажил
(б) Өөрчлөлтүүд потенциал энерги таталцал
Таталцлын хүчнээс үүдэлтэй хурдатгал (g) = 10 м/с²
Хэлэлцүүлэг
Энэ нь мэдэгдэж байна :
Объектын масс (м) = 1 кг
Өндөр (өндөр) = 10 метр
Таталцлын хүчнээс үүдэлтэй хурдатгал (g) = 10 м/с²
Хариулт:
(a) Таталцлын хүчний нөлөөгөөр хийгдсэн ажил
Биет чөлөөтэй унах үед биеийн хөдөлгөөний чиглэл доошоо чиглэсэн бөгөөд биетэд үйлчилж буй таталцлын хүчний чиглэл (биетийн жин) мөн доошоо чиглэсэн байдаг. Тэдгээр нь нэг чиглэлд байрладаг тул таталцлын хүч давхцдаг эсвэл 0 өнцөг үүсгэдэг.^o объектын хөдөлгөөний чиглэлтэй. Cos 0 = 1 бөгөөд 1-ээр үржүүлсэн тоо бүр тухайн тоотой ижил тул cos 0-ийг ажлын томъёонд оруулах шаардлагагүй.
Ажлын томъёо нь W = Fs бөгөөд энд W = ажил, F = хүч ба s = шилжилт. Хэрэв энэ бодлогод тохируулбал ажлын томъёо нь W = wh = mgh болж өөрчлөгдөнө, энд W = ажил, w = таталцал, h = объектын өндрийн өөрчлөлт, m = объектын масс, g = таталцлын улмаас үүссэн хурдатгал.
Тиймээс таталцлын хүчний хийдэг ажил нь:
W = wh = mgh = (1)(10)(10) = 100 Жоул

(Б) Таталцлын потенциал энергийн өөрчлөлт
Газрын түвшнээс дээш 10 метрийн өндөрт объектын таталцлын потенциал энерги 100 Жоул байна. Доошоо хөдлөхөд объектын өндөр буурч, улмаар таталцлын потенциал энерги буурдаг. Объектын өндөр тэг болох газрын түвшинд хүрэхэд түүний таталцлын потенциал энерги тэг болно. Тиймээс объектын таталцлын потенциал энерги 100 Жоулаар буурдаг.

2. 10 Ньютон жинтэй объект нь 30° налуу өнцөгтэй гөлгөр налуу хавтгай дээр байрладаг.^oГипотенузын урт нь 2 метр. Гипотенузын дагуу гулсах үед биет дээр таталцлын хүчээр хийгддэг ажил нь...
Хэлэлцүүлэг
Энэ нь мэдэгдэж байна :
Таталцал (w) = 10 Ньютон
w_x = w sin авга эгч = (10)(нүгэл 30)^o) = (10)(0,5) = 5 Ньютон
Гипотенузын урт (ууд) = 2 метр
Таталцлын хүчнээс үүдэлтэй хурдатгал (g) = 10 м/с²
Асуусан : таталцлын хүчээр хийгдсэн ажил
Жаваб :
Энэ асуудлыг хоёр аргыг ашиглан шийдэж болно.
Эхний арга :
Ажлын томъёо нь W = F s байна. Хэрэв энэ бодлогод тохируулбал ажлын томъёо нь W = w болж өөрчлөгдөнө._x s. Тиймээс таталцлын хүчний хийдэг ажил нь W = w байна._x s = (5)(2) = 10 Жоуль.
Хоёр дахь арга зам :
Таталцал гэх мэт консерватив хүчний хийдэг ажил нь объектын туулсан замаас хамаардаггүй, харин өндрийн өөрчлөлтөөс хамаардаг. Тиймээс таталцлын хүчээр хийдэг ажлыг тооцоолохын тулд эхлээд объектын өндрийг тооцоол.
Нүгэл 30^o = босоо тал / гипотенуз
0,5 = перпендикуляр тал / 2
Босоо тал = (0,5)(2)
Босоо тал = 1 метр
Объектын өндөр нь 1 метр юм.
Биет доошоо хөдлөхөд таталцлын хүчээр хийгддэг ажил нь W = wh = (10)(1) = 10 Жоуль юм.

3. 50 кг масстай биетийг өргөхөд 5000 Жоуль энерги зарцуулагдана. Биет нь ... g = 10 м/с өндөрт өргөгдөнө.²
А. 5 м
Б. 10 м
C. 12 м
D. 15 м
Зүүн 20 м
Хэлэлцүүлэг:
Энэ нь мэдэгдэж байна :
EP таталцал = 5000 Жоул, м = 50 кг, г = 10 м/с².
Асуусан :
цаг?
Жаваб :
EP = мг
5000 = (50)(10)(цаг)
5000 = 500 цаг
h = 5000 / 500 = 10 метр
Зөв хариулт нь Б.

4. 2 кг масстай биет газраас 5 метрийн өндөрт байрладаг. Таталцлын хүчнээс үүдэлтэй хурдатгал = 10 м/с²Дэлхийн гадаргаас дээш 15 метрийн өндөрт объектыг өргөхөд шаардагдах хүчин чармайлт нь...
А. 100 Жоуль
Б. 200 Жоуль
C. 300 Жоуль
D. 400 Жоуль
Е. 500 Жоуль
Хэлэлцүүлэг:
Энэ нь мэдэгдэж байна :
м = 2 кг, ц₁ = 5 метр, цаг₂ = 15 метр, g = 10 м/с²
Асуусан :
В?
Жаваб :
Ажил (W) = таталцлын потенциал энергийн (EP) өөрчлөлт₂ – EP₁).
W = EP₂ – EP₁
W = мг/цаг₂ – мг₁
W = мг (цаг₂ – h₁)
W = (2)(10)(15-5) = (2)(10)(10) = 200 Жоул.
Зөв хариулт нь Б.