Aplikasi pemuliharaan tenaga mekanikal untuk gerakan projektil – masalah dan penyelesaian

1. Sebiji bola sepak yang disepak meninggalkan tanah pada sudut θ = 30 ^o dengan halaju awal 10 m/s. Jisim bola = 0.1 kg. Pecutan graviti ialah 1 0 m/s² ^. Tentukan (a) Tenaga keupayaan graviti pada titik tertinggi (b) Titik tertinggi atau ketinggian maksimum

Diketahui:

Jisim (m) = 0.1 kg

Halaju awal (v₂o ₎ = 10 m/s

Sudut = 30 ^°

Pecutan akibat graviti (g) = 10 m/ ^s²

Penyelesaian:

(a) Tenaga keupayaan graviti

Kira komponen mendatar (v = _ox ) dan komponen menegak (v = _oy ) bagi halaju awal.

v_ox = v_o cos θ = (10)(kos 30^o) = (10)(0.5√3) = 5√3 m/s

v _oy = v _o sin θ = (10)(sin 30 ^o ) = (10)( 0.5) = 5 m/s

Tenaga mekanikal awal

Tenaga mekanikal awal (ME₂o ₎ = tenaga kinetik (KE)

ME _o = KE = ½ mv _o ² = ½ (0.1)(10) ² = ½ (0.1)(100) = ½ (10) = 5 Joule

Tenaga mekanikal akhir

Tenaga kinetik pada titik tertinggi:

KE = ½ mv _ox ² = ½ (0.1)(5√3) ² = ½ (0.1)((25)(3)) = ½ (0.1)(75) = 3.75 Joule

Prinsip pemuliharaan tenaga mekanikal

Tenaga mekanikal awal (ME₂o ₎ = tenaga mekanikal akhir ( _ME₂t )

KE = PE + KE

5 = EP + 3.75

PE = 5 – 3.75 = 1.25 Joule

Tenaga keupayaan graviti pada titik tertinggi ialah 1.25 Joule.

(b) Titik tertinggi atau ketinggian maksimum

PE = mg/j

1.25 = (0.1)(10) jam

1.25 = j

Ketinggian maksimum ialah 1.25 meter.

[irp]

2. Sebiji bola 0.1 kg diunjurkan secara mendatar dengan halaju awal v _o = 10 m/s dari sebuah bangunan setinggi 10 meter. Pecutan graviti ialah 10 m/s2 ^. Tentukan tenaga kinetik bola apabila ia menyentuh tanah.

Diketahui:

Jisim (m) = 0.1 kg

Halaju awal (v₂o ₎ = 10 m/s

Pecutan akibat graviti (g) = 10 m/ ^s²

Perubahan ketinggian (t) = 10 – 2 = 8 m

Dikehendaki: tenaga kinetik pada ketinggian 2 meter di atas tanah

Penyelesaian:

Tenaga keupayaan graviti (PE) = mgh = (0.1)(10)(10) = 10 Joule

Tenaga kinetik awal (KE)= ½ mv _o ² = ½ (0.1)(10) ² = ½ (0.1)(100) = ½ (10) = 5 Joule

Tenaga kinetik akhir = tenaga keupayaan graviti awal + tenaga kinetik awal = 10 + 5 = 15 Joule

[wpdm_package id='1173']

1. Kerja yang dilakukan secara paksa dan penyelesaiannya
2. Masalah dan penyelesaian tenaga kerja-kinetik
3. Masalah dan penyelesaian prinsip kerja-tenaga mekanikal
4. Masalah dan penyelesaian tenaga keupayaan graviti
5. Tenaga keupayaan bagi masalah dan penyelesaian spring elastik
6. Masalah dan penyelesaian kuasa
7. Aplikasi pemuliharaan tenaga mekanikal untuk gerakan jatuh bebas
8. Aplikasi pemuliharaan tenaga mekanikal untuk gerakan naik dan turun dalam gerakan jatuh bebas
9. Aplikasi pemuliharaan tenaga mekanikal untuk gerakan pada permukaan melengkung
10. Aplikasi pemuliharaan tenaga mekanikal untuk gerakan pada satah condong
11. Aplikasi pemuliharaan tenaga mekanikal untuk gerakan projektil