5 Contoh Soalan Tenaga Keupayaan
Tenaga Keupayaan Graviti
1. 4.900 Joule tenaga digunakan untuk mengangkat objek 50 kg secara menegak. Objek itu akan naik ke ketinggian … (g = 9,8 m/s).-2 )
A. 0,1 m
B. 10 m
C. 98 m
D. 245 m
Timur 960 m
Perbincangan
Adalah diketahui bahawa:
Perubahan tenaga keupayaan (ΔEP) = 4900 Joule
jisim objek (m) = 50 kg
Pecutan akibat graviti (g) = 9,8 m/s2
Ditanya: Objek akan naik ke ketinggian (Δh)
Jawapan:
ΔEP = mg Δh
4900 = (50)(9,8) Δj
Δh = 10 meter
Jawapan yang betul ialah B.
Tenaga Keupayaan Musim Bunga
2. Graf berikut menunjukkan hubungan antara F (daya) dan x (pertambahan panjang) sebuah spring. Jika spring tersebut terherot sebanyak 8 cm, maka tenaga keupayaan spring tersebut ialah...
A. 1,6 × 10-5 Joule
B. 6,4 × 10-4 Joule
C. 8 Joule
D. 16 Joule
E. 128 Joule
Perbincangan
Adalah diketahui bahawa:
Daya (F) = 2 Newton
Pertambahan panjang (x) = 1 cm = 1/100 meter = 0,01 meter
Pesongan spring = 8 cm = 8/100 meter = 0,08 meter
Ditanya: Tenaga keupayaan musim bunga
Jawapan:
Gunakan data pada graf untuk mengira pemalar spring.
Tenaga keupayaan spring:
∆EP = 1/2 kx2
∆EP = 1/2 (200 N/m)(0,08 m)2
∆EP = (100 N/m)(0,0064 m)2)
∆EP = 0,64 Nm
3. Antara syarat-syarat berikut:
(1) Getah katapel yang diregangkan
(2) Pendulum terpesong
(3) Seterika yang dipanaskan
Objek yang mempunyai tenaga keupayaan dinomborkan...
A. (1)
B. (1) dan (2)
C. (2)
D. (2) dan (3)
E. (3)
Perbincangan
(1) Getah katapel yang diregangkan
Apabila diregangkan, getah lastik mempunyai tenaga keupayaan elastik.
(2) Pendulum terpesong
Apabila pendulum dipesongkan, pendulum mempunyai tenaga keupayaan graviti.
Jawapan yang betul ialah B.
4. Jadual di bawah menggambarkan keputusan eksperimen yang melibatkan sebuah spring dengan beban yang dikenakan pada satu hujung. F mewakili berat beban dan ΔL mewakili pertambahan panjang. Kirakan kerja yang diperlukan untuk memanjangkan spring sebanyak 10 cm.
A. 2,0 Joule
B. 2,5 Joule
C. 5,0 Joule
D. 7,6 Joule
E. 10 joule
Perbincangan
Adalah diketahui bahawa:
Pertambahan panjang spring (∆L) = 10 cm = 0,1 meter
Ditanya: Usaha untuk memanjangkan spring sebanyak 10 cm
Jawapan:
Gunakan data dalam jadual untuk mengira pemalar spring:
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
Pemalar spring ialah 500 N/m
Usaha untuk memanjangkan spring sebanyak 10 cm ialah:
W = 1/2 k ∆L2 = 1/2 (500 N/m)(0,1 m)2 = (250 N/m)(0,01 m)2) = 2,5 Newton meter = 2,5 Joule.
Jawapan yang betul ialah B.
5. Graf (Fx) menunjukkan hubungan antara daya dan pertambahan panjang spring. Tenaga keupayaan spring berdasarkan graf di atas ialah…
A. 20 joule
B. 16 joule
C. 3,2 joule
D. 1,6 joule
E. 1,2 joule
Perbincangan
Dikenali :
F = 40 Newton
Δx = 0,08 meter
Ditanya Tenaga keupayaan spring?
Jawab :
Pemalar pegas:
k = F / Δx
Tenaga keupayaan spring:
EP = ½ k Δx2 = ½ (F/Δx) Δx2 = ½ F Δx
EP = ½ (40)(0,08) = (20)(0,08) = 1,6 Joule
Jawapan yang betul ialah D.
Sumber soalan:
Soalan Fizik Peperiksaan Kebangsaan untuk Sekolah Menengah Atas/Sekolah Menengah Vokasional
