Потенциал энерги - асуудал ба шийдэл

Потенциал энерги - асуудал ба шийдэл

Таталцлын потенциал энерги

1. 50 кг масстай объектыг h өндөрт өргөхөд 4900 Жоул зарцуулсан энерги. h өндөр хэд вэ? Таталцлын улмаас үүссэн хурдатгал (g) = 9.8 мс ^-2.

Мэдэгдэж байгаа:

Потенциал энергийн өөрчлөлт (ΔPE) = 4900 Жоул

Объектын масс (м) = 50 кг

Таталцлын хүчнээс үүдэлтэй хурдатгал (g) = 9.8 м/с ²

Хүссэн: өндөр (Δh)

Шийдэл:

ΔPE = мг Δц

4900 = (50)(9.8) Δц

4900 = 490 Δцаг

Δц = 10 метр

Пүршийн потенциал энерги

2. Доорх графикт пүршний хүч (F) ба x (уртын өөрчлөлт)-ийн хоорондын хамаарлыг харуулав. Хэрэв пүршний уртын өөрчлөлт 8 см бол пүршний потенциал энерги хэд вэ?

Мэдэгдэж байгаа:

Хүч (F) = 2 Ньютон

Уртын өөрчлөлт 1 (x) = 1 см = 1/100 м = 0.01 м

Уртын өөрчлөлт 2 = 8 см = 8/100 м = 0.08 м

Хүссэн зүйл: Пүршийн потенциал энерги

Шийдэл:

Хаврын тогтмол:

Пүршийн потенциал энерги:

∆PE = 1/2 kx ²

∆PE = 1/2 (200 Н/м)(0.08 м) ²

∆PE = (100 Н/м)(0.0064 м ² )

∆PE = 0.64 Нм

3. Доорх хүснэгтэд үндэслэн F = объектын жин, ∆L = пүршний уртын өөрчлөлт. Пүрш дээр хийгдсэн ажил хэд вэ, тиймээс пүршний уртын өөрчлөлт 10 см байна.

Мэдэгдэж байгаа:

Пүршний уртын өөрчлөлт (∆L) = 10 см = 0.1 м

Хүсч байгаа зүйл: Хавар хийгдсэн ажил

Шийдэл:

Хаврын тогтмол:

k = F / ∆x = 20 N / 0.04 м = 500 N/m

k = F / ∆x = 30 N / 0.06 м = 500 N/m

k = F / ∆x = 40 N / 0.08 м = 500 N/m

Пүршийн тогтмол нь 500 Н/м байна

Ажлыг пүрш дээр хийсэн тул пүршний уртын өөрчлөлт 10 см байна:

W = 1/2 k ∆L ² = 1/2 (500 Н/м)(0.1 м) ² = (250 Н/м)(0.01 м ² ) = 2.5 Н м = 2.5 Жоул.

4. Доорх графикт хүч (F) ба уртын өөрчлөлт (x)-ийн хоорондын хамаарлыг харуулав. Доорх график дээр үндэслэсэн пүршний потенциал энерги хэд вэ.

Мэдэгдэж байгаа:

F = 40 Ньютон

Δx = 0.08 м

Хүсэж буй зүйл: пүршийн потенциал энерги

Шийдэл:

Хаврын тогтмол:

k = F / Δx

Пүршийн потенциал энерги:

PE = ½ k Δx ² = ½ (F/Δx) Δx ² = ½ F Δx

PE = ½ (40)(0.08) = (20)(0.08) = 1.6 Жоуль

1. Потенциал энерги гэж юу вэ?
   • хариултПотенциал энерги гэдэг нь объектын байрлал эсвэл төлөв байдлаас шалтгаалан эзэмшиж буй энерги юм. Энэ нь ажил хийх боломжтой боловч одоогоор хөдөлгөөн үүсгэдэггүй энерги юм.
2. Таталцлын потенциал энерги өндрөөс хэрхэн хамаардаг вэ?
   • хариултТаталцлын потенциал энерги нь лавлах цэгээс дээш байрлах объектын өндөртэй шууд пропорциональ байна. Томъёо нь PE юм.$=mgh$энд PE нь боломжит энерги юм, $m$ масстай, $g$ нь таталцлын хурдатгал бөгөөд $h$ өндөр юм.
3. Сунгасан эсвэл шахсан пүрш нь потенциал энергитэй гэж яагаад хэлдэг вэ?
   • хариултПүрш тэнцвэрийн байрлалаасаа сунах эсвэл шахагдахад энерги хуримтлагддаг. Энэ энерги нь пүрш тэнцвэрийн төлөвтөө эргэн ороход ажил хийх чадвартай байдаг. Энэхүү хуримтлагдсан энергийг уян харимхай потенциал энерги гэж нэрлэдэг.
4. Хэрэв таталцлын орон дээр объектыг анхны өндрөөсөө хоёр дахин их болговол түүний потенциал энерги хэрхэн өөрчлөгдөх вэ?
   • хариултХэрэв объектыг анхны өндрөөсөө хоёр дахин дээш өргөвөл түүний таталцлын потенциал энерги хоёр дахин нэмэгдэнэ. Учир нь потенциал энерги нь өндрөөс шугаман хамааралтай байдаг.
5. Биет сөрөг потенциал энергитэй байх боломжтой юу? Тайлбарлана уу.
   • хариултТийм ээ, лавлах цэгийн сонголтоос хамааран потенциал энерги сөрөг байж болно. Жишээлбэл, таталцлын потенциал энергийн бодлогод бид ихэвчлэн тэг потенциал энергитэй гэж үздэг. Хэрэв объект энэ лавлах цэгээс доош (худаг шиг) байвал түүний потенциал энерги сонгосон лавлах цэгээс харьцангуй сөрөг байх болно.
6. Хаалттай системд потенциал энерги нь кинетик энергитэй хэрхэн холбогддог вэ?
   • хариултГадны хүчгүй хаалттай системд нийт энерги (кинетик + потенциал) тогтмол хэвээр байна. Энэ зарчим нь энерги хадгалагдах зарчимд суурилдаг. Потенциал энерги нэмэгдэхийн хэрээр кинетик энерги буурдаг ба эсрэгээрээ.
7. Алим модноос унахад түүний таталцлын потенциал энергид юу тохиолдох вэ?
   • хариултАлим унах үед түүний таталцлын потенциал энерги буурдаг, учир нь энэ нь Дэлхийд ойртож байна. Энэхүү алдагдсан потенциал энерги нь кинетик энерги болж хувирдаг бөгөөд энэ нь алим унах үед илүү хурдан хөдөлдөг.
8. Савлуур яагаад савлуурынхаа оргил үед хамгийн их потенциал энергитэй байдаг вэ?
   • хариултСавлалтын оргил үедээ дүүжин нь хөдөлгөөний байрлалтайгаа харьцуулахад хамгийн өндөр цэгтээ хүрдэг. Энэ нь хамгийн өндөртэй бөгөөд ингэснээр хамгийн их таталцлын потенциал энергитэй гэсэн үг юм. Доош савлах үед энэ энерги нь кинетик энерги болж хувирдаг.
9. Таталцлын орон дотор байхгүй байсан ч объект потенциал энергитэй байж чадах уу?
   • хариултТийм ээ. Потенциал энерги нь зөвхөн таталцлын талбарт хамаарахгүй. Жишээлбэл, сансрын станц дээрх шахсан пүрш (таталцлын нөлөө хамгийн бага байдаг) нь уян хатан потенциал энергитэй хэвээр байна. Үүнтэй адилаар цахилгаан орон дахь цэнэгүүд нь цахилгаан потенциал энергитэй байдаг.

10. Объектын масс нь түүний таталцлын потенциал энергид хэрхэн нөлөөлдөг вэ?

    • хариултТаталцлын потенциал энерги нь объектын масстай шууд пропорциональ байна. Хэрэв та объектын массыг хоёр дахин нэмэгдүүлбэл түүний таталцлын потенциал энерги (ижил өндөрт) мөн хоёр дахин нэмэгдэнэ.