Masalah yang diselesaikan dalam Fizik Asas

1. Sebuah jasad 1 kg jatuh bebas dari keadaan pegun, dari ketinggian 80 m. Pecutan akibat graviti ialah 10 m/s² ^. Berapakah tenaga kinetik apabila jasad itu menghentam tanah.

Diketahui:

Jisim (m) = 1 kg

Tinggi (t) = 80 m

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

Dikehendaki: tenaga kinetik apabila jasad menyentuh tanah

Penyelesaian:

Tenaga mekanikal awal (ME₂o ₎ = tenaga keupayaan graviti (PE)

M E _o = P E = mgh = (1)(10)(80) = 800 Joule

Tenaga mekanikal akhir ( M₂E₃t ₎ = tenaga kinetik ( K₂E₃ )

Prinsip pemuliharaan tenaga mekanikal :

M E _o = M E _t

P E = K E

800 = K E

Tenaga kinetik akhir ialah 800 Joule.

[irp]

2. Sebuah jasad berjisim 4 kg jatuh bebas dari keadaan pegun, dari ketinggian 10 m. Pecutan graviti ialah 10 ms ^–2 . Berapakah tenaga kinetik dan halaju pada ketinggian 5 meter di atas tanah.

Diketahui:

Perubahan ketinggian (t) = 10 – 5 = 5 meter s

Jisim (m) = 4 kg

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

Dikehendaki: Tenaga kinetik pada ketinggian 5 meter di atas tanah dan halaju pada ketinggian 5 meter di atas tanah

Penyelesaian:

(a) Tenaga kinetik pada ketinggian 5 meter dari tanah

Tenaga mekanikal awal (M E _o ) = tenaga keupayaan graviti (P ​​E )

M E _o = P E = mgh = (4)(10)(5) = 200 Joule

Tenaga mekanikal akhir (EM _t ) = tenaga kinetik (EK)

M E _t = K E

Prinsip pemuliharaan tenaga mekanikal menyatakan bahawa tenaga mekanikal awal = tenaga mekanikal akhir.

M E _o = M E _t

200 = K E

Tenaga kinetik pada ketinggian 5 meter di atas tanah ialah 200 Joule.

(b) halaju pada ketinggian 5 meter di atas tanah

Tenaga mekanikal awal ( M₂E₂o ) ₌ tenaga mekanikal akhir ( M₂E₂t ₎

P E = K E

200 = ½ mv ²

2(200) / 4 = ^v2

100 = ^v2

v = √100

v = 10 m/s

Halaju jasad pada ketinggian 5 meter di atas tanah ialah 10 m/s.

[irp]

3. Sebiji mangga jatuh bebas dari keadaan diam, dari ketinggian 2 meter. Pecutan akibat graviti ialah 10 ms ^–2 . Tentukan halaju sebiji mangga apabila ia menyentuh tanah.

Diketahui:

Tinggi (t) = 2 meter s

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

Dikehendaki: halaju mangga apabila ia menyentuh tanah.

Penyelesaian:

Tenaga mekanikal awal (M E _o ) = tenaga keupayaan graviti (P ​​E )

M E = P E = mgh = m (10)(2) = 20 m

Tenaga mekanikal akhir ( M₂E₃t ₎ = tenaga kinetik ( K₂E₃ )

M E _t = KE = ½ mv ²

Prinsip pemuliharaan tenaga mekanikal menyatakan bahawa tenaga mekanikal awal = tenaga mekanikal akhir.

M E _o = M E _t

20 m = ½ mv ²

20 = ½ lawan ²

2(20) = ^v2

40 = ^v2

v = √40 = √(4)(10) = 2√10 m/ s

[wpdm_package id='1166']

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

Maklumat Lanjut

1. Seorang lelaki melontar batu 1 kg ke atas pada kelajuan 2 m/s sambil berdiri di tepi tebing supaya batu itu boleh jatuh ke pangkal tebing 40 meter di bawah. Berapakah tenaga kinetik batu pada ketinggian 10 meter di atas tanah? Pecutan akibat graviti g = 10 m/ ^s².

Diketahui:

Jisim (m) = 1 kg

Halaju awal (v₂o ₎ = 2 m/s

Perubahan ketinggian = 40 – 10 = 30 meter

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

Dikehendaki: tenaga kinetik batu pada ketinggian 10 meter dari tanah

Penyelesaian:

Tenaga mekanikal awal

Tenaga keupayaan graviti awal (EP) = mgh = (1)(10)(30) = 300 Joule

Tenaga kinetik awal (KE) = ½ mv _o ² = ½ (1)(2) ² = ½ (4) = 2 Joule

Tenaga mekanikal awal = tenaga keupayaan graviti awal + tenaga kinetik awal = 300 + 2 = 302 Joule.

Tenaga mekanikal akhir

Tenaga mekanikal akhir = tenaga kinetik akhir = tenaga keupayaan graviti awal + tenaga kinetik awal = 300 + 2 = 302 Joule.

[irp]

2. Seorang lelaki melontar objek 1 kg ke atas ke udara dengan halaju awal 10 m/s. Tentukan (a) tenaga keupayaan graviti pada ketinggian maksimum (b) ketinggian maksimum.

Pecutan akibat graviti ialah 10 m/ ^s²

Diketahui:

Jisim (m) = 1 kg

Halaju awal (v₂o ₎ = 10 m/s

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

Dikehendaki : tenaga keupayaan graviti pada ketinggian maksimum dan ketinggian maksimum

Penyelesaian:

(a) tenaga keupayaan graviti pada ketinggian maksimum

Tenaga mekanikal awal:

Tenaga mekanikal awal (ME) = tenaga kinetik awal (KE) = ½ mv _o ² = ½ (1)(10) ² = ½ (100) = 50 Joule.

Tenaga mekanikal akhir:

Tenaga mekanikal akhir (ME) = tenaga keupayaan graviti (PE)

Prinsip pemuliharaan tenaga mekanikal:

Tenaga mekanikal awal = tenaga mekanikal akhir

KE = PE

50 = PE

Tenaga keupayaan graviti ialah 50 Joule.

(b) Ketinggian maksimum

PE = mg/j

50 = (1)(10) jam

50 = 10 jam

h = 50 / 10 = 5 meter

Ketinggian maksimum ialah 5 meter dari tanah.

[wpdm_package id='1174']

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

Maklumat Lanjut

1. Jisim 2 kg dilekatkan pada sebuah spring. Jika pemanjangan spring ialah 4 cm, tentukan tenaga keupayaan spring anjal . Pecutan akibat graviti ialah 10 m/ ^s².

Diketahui:

Jisim (m) = 2 kg

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

Berat (w) = mg = (2)(10) = 20 N

Pemanjangan (x) = 4 cm = 0.04 m

Dikehendaki: Tenaga keupayaan spring elastik

Penyelesaian:

Formula hukum Hooke :

F = kx

F = daya, k = pemalar spring, x = perubahan panjang spring

Pemalar pegas:

k = w / x = 20 / 0.04 = 500 N/m

Tenaga keupayaan spring elastik:

PE = ½ kx ² = ½ (500)(0.04) ² = (250)(0.0016) = 0.4 Joule

Penyelesaian alternatif:

PE = ½ kx ² = ½ (l / x) x ² = ½ lx = ½ mgx

w = berat, m = jisim, x = perubahan panjang spring

PE = ½ (2)(10)(0.04) = (10)(0.04) = 0.4 Joule.

[irp]

2. Pemanjangan spring yang diregangkan oleh daya F = 50 N ialah 10 cm. Berapakah tenaga keupayaan spring elastik jika pemanjangan spring ialah 12 cm.

Diketahui:

Pemanjangan (x) = 10 cm = 0.1 m

Daya (F) = 50 N

Dikehendaki : Tenaga keupayaan spring elastik

Penyelesaian:

Pemalar pegas:

k = F / x = 50 / 0.1 = 500 N/m

Tenaga keupayaan spring elastik jika pemanjangan spring ialah 12 cm. :

PE = ½ kx ² = ½ (500)(0.12) ² = (250)(0.0144) = 3.6 Joule.

[irp]

3. Graf F lawan x ditunjukkan dalam rajah di bawah. Apakah tenaga keupayaan spring anjal, jika pemanjangan spring ialah 10 cm.

Diketahui:

Daya (F) = 5 N

Pemanjangan spring (x) = 2 cm = 0.02 m

Dikehendaki: Tenaga keupayaan spring elastik jika pemanjangan spring ialah 0.1 m.

Penyelesaian:

Pemalar pegas:

k = F / x = 5 / 0.02 = 250 N/m

Tenaga keupayaan spring elastik jika pemanjangan spring ialah 0.1 m:

PE = ½ kx ² = ½ (250)(0.1) ² = (125)(0.01) = 1.25 Joule.

4. Seorang atlet melompat ke atas alat pegas dengan berat 500 N, pegas tersebut memendek 4 cm. Tentukan jumlah tenaga keupayaan untuk memaksa atlet tersebut.

A. 20 Joule

B. 10 Joule

C. 5 Joule

D. 2 Joule

Diketahui:

Daya (F) = 500 N

Perubahan panjang spring (Δx) = 4 cm = 0.04 m

Dikehendaki: Tenaga keupayaan musim bunga

Penyelesaian:

Kirakan pemalar elastik bagi spring menggunakan persamaan hukum Hooke:

k = F / Δx = 500 N / 0.04 m = 12500 N/m

Tenaga keupayaan elastik spring:

PE = ½ k Δx ² = ½ (12500)(0.04) ² = (6250)(0.0016)

PE = 10 Joule

Jawapan yang betul ialah B.

5. Sebuah spring apabila digantung dengan jisim 500 gram, panjangnya bertambah sebanyak 5 cm. Tentukan pemalarnya dan tenaga keupayaannya.

Diketahui:

Jisim objek (m) = 500 gram = (500/1000) kg = 5/10 kg = 0.5 kg

Pecutan (g) = 10 m/ ^s²

Berat objek (w) = mg = (0.5 kg)(10 m/s² ⁾ = 5 kg m/s² ⁼ 5 Newton

Perubahan panjang spring (Δx) = 5 cm = 0.05 m

Dikehendaki: pemalar spring (k) dan tenaga keupayaan (PE)

Penyelesaian:

Pertama, kirakan pemalar spring menggunakan persamaan hukum Hooke:

k = w / Δx = 5 N / 0.05 m = 100 N/m

Keupayaan elastik spring:

PE = ½ k Δx ² = ½ (100)(0.05) ² = (50)(0.0025)

PE = 0.125 Joule

[wpdm_package id='1179']

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 lengkung
10. Aplikasi pemuliharaan tenaga mekanikal untuk gerakan pada satah condong
11. Aplikasi pemuliharaan tenaga mekanikal untuk gerakan projektil

Maklumat Lanjut

1. Satu badan berjisim 1 kg jatuh bebas dari keadaan pegun, dari ketinggian 10 m.

Tentukan:

(a) Kerja yang dilakukan oleh daya graviti

(b) Perubahan dalam tenaga keupayaan graviti

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

Diketahui:

Jisim (m) = 1 kg

Tinggi (t) = 10 m

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

Berat (w) = mg = (1 kg)(10 m/s² ⁾ = 10 N

Penyelesaian:

(a) Kerja yang dilakukan oleh daya graviti

W = wh = mgh

W = (1)(10)(10) = 100 Joule

(b) Perubahan dalam tenaga keupayaan graviti

Perubahan tenaga keupayaan graviti adalah sama dengan kerja yang dilakukan oleh graviti.

ΔEP = 100 Joule

[irp]

2. Sebuah objek 10 N meluncur ke bawah pada satah condong licin sepanjang 2 meter. Tentukan kerja yang dilakukan oleh daya berat!

Diketahui:

berat (w) = 10 N

w _x = w sin θ = (10)(sin 30 ^o ) = (10)(0.5) = 5 N

d = 2 m

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

Dikehendaki: kerja yang dilakukan oleh daya berat

Penyelesaian:

W = F d = w _x d = (5)(2) = 10 Joule

Penyelesaian alternatif:

Sin 30 ^o = h / d

0.5 = j / 2

h = (0.5)(2)

h = 1 m

Kerja yang dilakukan oleh daya berat;

W = F d = wh = (10 N)(1 m) = 10 N m = 10 Joule

[irp]

3. Sebuah objek berjisim 1,500 gram pada ketinggian 20 meter dari tanah , jatuh bebas ke tanah. Berapakah tenaga keupayaan graviti objek itu. Pecutan akibat graviti ialah 10 m/ ^s².

Diketahui:

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

Jisim (m) = 1500 gram = 1500/1000 kilogram = 1.5 kilogram

Tinggi (t) = 20 meter

Dikehendaki: Tenaga keupayaan graviti

Penyelesaian:

PE = mgh = (1.5 kg)(10 m/s² ⁾ (20 m) = 300 kg m² ^/ s² ⁼ 300 Joule

4. Berdasarkan rajah di bawah, jika jisim objek 1 ialah 2 kg dan jisim objek 2 ialah 4 kg, perbandingan tenaga keupayaan objek 1 dan objek 2 ialah …..

Diketahui:

Jisim objek 1 (m₁) = 2 kilogram

Jisim objek 2 (m2 ₎ = 4 kilogram

Tinggi 1 (t ₁ ) = 12 meter

Tinggi 2 (t ₂ ) = 9 meter

Dikehendaki: Perbandingan tenaga keupayaan objek 1 dan objek 2

Penyelesaian:

PE = mg/j

m = jisim (unit antarabangsanya ialah kilogram, disingkat kg)

g = pecutan akibat graviti (unit antarabangsanya ialah meter sesaat kuasa dua, disingkatkan m/ ^s² )

h = tinggi (unit antarabangsanya ialah meter, disingkatkan m)

PE = tenaga keupayaan graviti (unit antarabangsanya ialah kg m² ^/ s² ^atau Joule)

Tenaga keupayaan graviti objek 1:

EP ₁ = m ₁ gh ₁ = (2)(g)(12) = 24 g

Tenaga keupayaan graviti objek 2:

EP ₂ = m ₂ gh ₂ = (4)(g)(9) = 36 g

Perbandingan tenaga keupayaan objek 1 dan objek 2:

PE ₁ : PE ₂

24 g : 36 g

24: 36

24/12 : 36/12

2: 3

[wpdm_package id='1175']

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

Maklumat Lanjut

1. Sebuah kotak 2 kg menyahpecut dari 10 m/s ke pegun. Pekali geseran kinetik ialah 0.2. Pecutan akibat graviti ialah 10 m/s2 ^. Berapakah magnitud sesaran?

Diketahui;

Jisim (m) = 2 kg

Halaju awal (v₂o ₎ = 10 m/s

Halaju akhir (vt ₎ = 0 m/s

Pekali geseran kinetik ( _μk ) = 0.2

Berat (w) = mg = (1 kg)(10 m/ ^s² ) = 10 kg m/s² ⁼ 10 N

Dikehendaki: Magnitud sesaran (d)

Penyelesaian:

Prinsip kerja-tenaga mekanikal :

W _nc = ΔEM

W _nc = ΔEK + ΔEP

W _nc = ½ m (v _t ² – v _o ² ) + mgh

W _nc = kerja yang dilakukan oleh daya tak konservatif yang bertindak ke atas objek

ΔEK = perubahan tenaga kinetik

ΔEP = perubahan tenaga keupayaan

m = jisim

v = halaju

g = pecutan akibat graviti

h = perubahan ketinggian

Perubahan ketinggian h = 0 jadi ΔEP = 0

W _nc = ΔEK

Kerja yang dilakukan oleh daya bukan konservatif:

W _nc = -F _c d = – μ _k N d = – μ _k wd = – μ _k mgd

W _nc = -(0.2)(2)(10)(s)

W _nc = – (4)(2)

Tanda tolak menunjukkan bahawa arah daya geseran kinetik adalah bertentangan dengan arah anjakan.

Perubahan tenaga kinetik:

ΔEK = ½ m (v _t ² – v _o ² ) = ½ (2)(0 – 10 ² ) = 0 – 100 = -100

Magnitud anjakan:

W _nc = ΔEK

– 4 s = – 100

s = -100/-4

s = 25 m

[irp]

2. Sebuah bongkah meluncur ke bawah pada satah condong. Pekali geseran kinetik ialah 0.4. Pecutan akibat graviti ialah g = 10 ms ^-2 . Tentukan halaju akhir apabila bongkah itu menghentam tanah.

Diketahui:

Tinggi awal (h _o ) = 6 m

Tinggi akhir ( _t ) = 0 m

Halaju awal (v₂o ₎ = 0

Pekali geseran kinetik ( _μk ) = 0.4

Pecutan akibat graviti (g) = 10 ms ^-2

cos θ = 8/10

Komponen menegak berat = w _y = w cos θ = mg cos θ = m (10) (8/10) = m (10)(4/5) = m (40/5) = 8 m

Daya normal = N = w _y = 8 m

Daya geseran kinetik = f _k = μ _k N = μ _k w _y = (0.4)(8 m) = 3.2 m

Dikehendaki: Halaju akhir ( _vt )

Penyelesaian:

Prinsip kerja-tenaga mekanikal:

W _nc = ΔEM​

W _nc = ΔEK + ΔEP​

Perubahan tenaga kinetik:

ΔEK = 1/2 m (v_t² - v_o²) = 1/2 m (v_t² - 0) = 1/2 mv_t²

Perubahan tenaga keupayaan:

ΔEP = mg (ht _– h₂o ₎ = m (10)(0-6) = m (10)(-6) = – 60 m

Kerja yang dilakukan oleh daya geseran kinetik:

W _nc = – f _k s = – ( 3.2 m)(10) = – 32 m

Tanda tolak menunjukkan bahawa arah daya geseran kinetik adalah bertentangan dengan arah sesaran.

Halaju akhir (vt ₎ :

W _nc = ΔEK + ΔEP​

– 32 m = 1/2 mv _t ² – 60 m

– 32 m = m (1/2 v _t ² – 60)

– 32 = 1/2 vt ₂ ^– 60

– 32 + 60 = 1/2 _vt ²

28 = 1/2 _vt ²

2 (28) = _vt ²

56 = _vt ²

vt = √4.14_​

vt = 2 _√14 ms ^-1

[irp]

3. Sebuah bongkah meluncur ke bawah pada satah condong yang kasar. Halaju awal ialah 0 m/s dan halaju akhir ialah 10 ms ^-1 . Jika daya geseran kinetik ialah 2 N dan pecutan akibat graviti g = 10 ms ^-2 , apakah ketinggian (h)?

Diketahui:

Jisim (m) = 1 kg

Halaju awal (v _o ) = 0 (penyelesaian blok)

Halaju akhir (vt ₎ = 10 ms ^-1

Tinggi awal (h _o ) = h

Tinggi akhir ( _t ) = 0

Daya geseran kinetik (f _k ) = 2 N

Pecutan akibat graviti (g) = 10 ms ^-2

Dikehendaki: Tinggi (t)

Penyelesaian:

Kerja yang dilakukan oleh daya geseran kinetik:

W _nc = – f _k s = – (2 )(15) = – 30

Tanda tolak menunjukkan bahawa arah daya geseran kinetik adalah bertentangan dengan arah sesaran.

Perubahan tenaga kinetik:

ΔEK = 1/2 m (v_t² - v_o²) = 1/2 (1)(10² - 0) = 1/2 (10²) = 1/2 (100) = 50

Perubahan tenaga keupayaan:

Δ EP = mg (h _t – h _o ) = (1)(10)(0-j) = (10)(-j) = -10 j

Prinsip kerja-tenaga mekanikal:

W _nc = ΔEK + ΔEP​

– 30 = 50 – 10 jam

10 jam = 50 + 30

10 jam = 80

h = 80/10

h = 8 m

4Jika sebuah bongkah bergerak menuruni satah condong yang kasar, maka….
A. Kerja yang dilakukan oleh daya graviti pada bongkah adalah lebih besar daripada perubahan tenaga keupayaan bongkah itu
B. Tenaga mekanikal meningkat
C. Jumlah tenaga kinetik dan tenaga keupayaannya berkurangan
D. Kerja dilakukan oleh daya geseran yang sama dengan perubahan tenaga kinetik bongkah tersebut
Penyelesaian

A salah

Kerja yang dilakukan oleh daya graviti pada bongkah adalah sama dengan perubahan dalam tenaga keupayaan graviti sesuatu bongkah.

B salah

Jika satah bergaris c itu licin, maka tenaga mekanikal bongkah itu adalah malar. Apabila berada di bahagian atas satah condong dan belum bergerak, tenaga mekanikal bongkah itu adalah sama dengan tenaga keupayaan graviti. Bongkah itu masih dalam keadaan pegun jadi tenaga kinetiknya adalah sifar. Apabila bergerak menuruni satah condong, ketinggian bongkah berkurang jadi tenaga keupayaan graviti juga berkurang. Tenaga keupayaan graviti berkurang kerana ia berubah kepada tenaga kinetik. Walaupun tenaga keupayaan graviti berubah kepada tenaga kinetik tetapi tenaga mekanikal adalah malar.

Jika satah condong kasar maka tenaga mekanikal bongkah berkurangan kerana kerja negatif yang dilakukan oleh daya geseran. Daya geseran ialah daya bukan konservatif. Kerja yang dilakukan oleh daya bukan konservatif pada sesuatu objek menyebabkan tenaga mekanikal objek berkurangan.

C betul

Satah condong adalah kasar jadi terdapat daya geseran yang mencabar gerakan bongkah tersebut. Daya geseran ialah daya bukan konservatif. Teorem kerja-tenaga mekanikal menyatakan bahawa kerja yang dilakukan oleh daya bukan konservatif (contohnya daya geseran) adalah sama dengan perubahan tenaga mekanikal. Dalam usaha ini, tenaga mekanikal semakin berkurangan.

Tenaga mekanikal bongkah = tenaga keupayaan graviti + tenaga kinetik.

D salah.

Kerja yang dilakukan oleh daya geseran pada blok adalah sama dengan perubahan tenaga mekanikal blok, bukan perubahan tenaga kinetik blok. Benar bahawa daya geseran mencabar gerakan blok, jadi ia mengurangkan kelajuan blok dan mengurangkan tenaga kinetik blok. Tetapi sedarlah bahawa tenaga kinetik blok berasal daripada tenaga keupayaan graviti. Jadi benar dinyatakan bahawa kerja yang dilakukan oleh daya geseran adalah sama dengan perubahan tenaga mekanikal (tenaga mekanikal berkurangan).

Jawapan yang betul ialah C.

5. Sebuah objek di atas lantai kasar dilanggar sehingga ia bergerak selama 3 saat kemudian berhenti. Jika jisim objek yang diketahui ialah 10 gram, daya geseran antara objek dan lantai ialah 2 kilodina. Tentukan kerja yang dilakukan oleh daya geseran tersebut.

A. 0.18 J

B. -0.18 J

C. 0.36 J

D. -0.36 J

Diketahui:

Selang masa (t) = 3 saat

Laju akhir (vt ₎ = 0 m/s (objek berehat)

Jisim objek (m) = 10 gram = 10/1000 kg = 1/100 kg = 0.01 kg

Daya geseran (F) = 2 kilodina = 2 x 10 ³ dina

Dikehendaki: Kerja (W) yang dilakukan oleh daya geseran

Penyelesaian:

Penukaran unit daya:

1 Newton = 1 x 10 ⁵ dyne

1 dyne = 1 / 10 ⁵ Newton = 1 x 10 ^-5 Newton = 10 ^-5 Newton

Daya geseran (F) = 2 x 10 ³ dyne = 2 x 10 ³ x 10 ^-5 Newton = 2 x 10 ^-2 Newton = 2/100 Newton = 0.02 Newton

Teorem kerja-tenaga mekanikal menyatakan bahawa kerja dilakukan oleh daya bukan konservatif pada objek yang sama dengan perubahan tenaga mekanikal objek tersebut.

Jika sesuatu objek bergerak pada satah condong maka tenaga mekanikal (ME) = tenaga keupayaan graviti (PE) + tenaga kinetik (KE). Tetapi jika objek bergerak hanya pada satah mendatar jadi tiada perubahan ketinggian, tenaga mekanikal = tenaga kinetik. Pada satah mendatar, tenaga keupayaan graviti adalah sifar kerana tiada perubahan ketinggian.

Daya geseran merupakan daya bukan konservatif. Daya geseran biasanya mengurangkan kelajuan objek dan tenaga kinetik objek. Dapat disimpulkan bahawa kerja yang dilakukan oleh daya geseran pada objek adalah sama dengan penurunan tenaga mekanikal.

Secara matematik:

Kerja (W) = Perubahan tenaga mekanikal (ΔEM)

Fs = ΔEP + ΔEK

Fs = mg Δh + ½ m ( _vt ² – _vo ² )

Fs = mg (0) + ½ m (0 ² – v _o ² )

Fs = 0 + ½ m (– ( _v₂o₂ ⁾ )

Fs = – ½ mv _o ² ———— Persamaan 1

Penerangan: F = daya geseran, d = anjakan, m = jisim, v ₌ laju awal

Sesaran (d) dan laju awal (v₂o ₎ belum diketahui lagi kerana pertama sekali hitung v₂o _atau d. Kerja yang dilakukan oleh daya geseran dikira menggunakan salah satu persamaan selepas v₂o _atau d diketahui.

Persamaan sesaran (d) pada gerakan linear tak seragam:

vt ₂ = v _o ² + 2 (-a) ^s

Laju akhir (vt ₎ = 0 dan pecutan (a) bertanda negatif kerana objek itu nyahpecut (kelajuan objek berkurang).

0 = v_o² – 2 iklan

v_o² = 2 iklan

d = v _o ² / 2 a ———— Persamaan 2

Tukar d dalam persamaan 2 dengan d dalam persamaan 1:

F d = – ½ mv _o ²

F ( _v₂o₂ ^{/ 2a} ) = – ½ _mv₂o₂

(F/2a) v _o ² = – ½ mv _o ²

F/2a = – ½ m

F = (2)(a)(-1/2)(m)

F = – (a)(m)

a = – (F / m)

a = – 0.02 Newton / 0.01 kilogram

a = – 2 Newton/kilogram

a = – 2 m/s ²

Persamaan untuk mengira laju awal (v₂o ₎ dalam gerakan linear tak seragam:

vt = v _o + pada —–> Laju akhir (vt ₎ = 0, Pecutan (a) = 2 m/s² _, ^selang masa (t) = 3 saat

0 = v₂o ₊ (-2)(3)

0 = v₂o _– 6

v _o = 6 meter/saat

Kerja (W) yang dilakukan oleh daya geseran:

W = – ½ mv _o ² = -1/2 (0.01)(6 ² ) = -1/2 (0.01)(36)

W = -1/2 (0.36)

W = – 0.18 Joule

Kerja yang dilakukan oleh daya geseran bertanda negatif yang bermaksud kerja tersebut mengurangkan tenaga mekanikal objek.

Jika d diketahui, kerja boleh dikira menggunakan persamaan W = F d.

Jawapan yang betul ialah B.

[wpdm_package id='1178']

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

Maklumat Lanjut

Tenaga Kerja-Kinetik :

1. Sebuah kereta 5000 kg memecut dari keadaan pegun kepada 20 m/s. Tentukan kerja bersih yang dilakukan pada kereta itu.

Diketahui:

Jisim (m) = 5000 kg

Laju awal (v _o ) = 0 m/s ( tempat letak kereta )

Laju akhir (vt ₎ = 20 m/s

Dikehendaki : rangkaian

Penyelesaian:

Prinsip tenaga kerja-kinetik :

W _bersih = Δ EK

W _bersih = ½ m (v _t ² – v _o ² )

W _bersih = kerja bersih

ΔEK = perubahan tenaga kinetik

m = jisim (kg),

vt = laju akhir (m/s) _,

v _o = laju awal (m/s).

Rangkaian:

W _bersih = ½ m (v _t ² – v _o ² )

W _bersih = ½ (5000)(20 ² – 0 ² )

W _bersih = (2500)(400 – 0)

W _bersih = (2500)(400)

W _bersih = 1000,000 Joule

[irp]

2. Sebuah objek berjisim 10 kg dipecut dari 5 m/s kepada 10 m/s. Tentukan kerja bersih yang dilakukan pada objek itu!

Diketahui:

Jisim (m) = 10 kg

Laju awal (v _o ) = 5 m/s

Laju akhir (vt ₎ = 10 m/s

Dikehendaki : rangkaian

Penyelesaian:

Rangkaian:

W _bersih = Δ EK

W _bersih = ½ m (v _t ² – v _o ² )

W _bersih = ½ (10)(10 ² – 5 ² )

W _bersih = (5)(100 – 25)

W _bersih = (5)(75)

W _bersih = 375 Joule

3. Sebuah kereta berjisim 2000 kg menyahpecut dari 10 m/s kepada 5 m/s. Berapakah kerja yang dilakukan pada kereta itu?

Diketahui:

Jisim kereta (m) = 2000 kg

Laju awal (v _o ) = 10 m/s

Laju akhir (vt ₎ = 5 m/s

Dikehendaki: rangkaian

Penyelesaian:

Rangkaian:

W _bersih = Δ EK

W _bersih = ½ m (v _t ² – v _o ² )

W _bersih = ½ (2000)(5 ² – 10 ² )

W _bersih = (1000)(25 – 100)

_Bersih W = (1000)(-75)

W _bersih = -75,000 Joule

Tanda tolak menunjukkan bahawa arah sesaran adalah bertentangan dengan arah daya bersih.

4. Daya malar 60-N dikenakan ke atas objek 10-kg selama 12 saat. Halaju awal suatu objek ialah 6 m/s dan arah objek adalah sama dengan arah daya.

(1) Kerja yang dilakukan pada objek itu ialah 30,240 Joule

(2) Tenaga kinetik akhir ialah 30,240 joule

(3) Kuasa ialah 2,520 Watt

(4) Peningkatan tenaga kinetik objek itu ialah 180 Joule

Pernyataan yang betul ialah…

Diketahui:

Daya (F) = 60 N

Selang masa (t) = 12 saat

Jisim objek (m) = 10 kg

Halaju awal (v₂o ₎ = 6 m/s

Dikehendaki: Pernyataan yang betul

Penyelesaian:

Pecutan objek:

∑F = ma

60 = 10

a = 60 / 10 = 6 m/s ²

Halaju akhir:

vt = v _o + _pada

vt = 6 + ₍ 6)(12)

vt = 6 + ₇₂

vt = 78 m/ _s

Jarak yang dilalui dalam 12 saat:

s = v _o t + 1/2 pada ²

s = (6)(12) + 1/2 (6)(12) ²

s = 72 + (3)(144)

s = 72 + 432

s = 504 meter

(1) Kerja yang dilakukan secara paksa

W = Fs = (60)(504) = 30,240 Joule

(2) Tenaga kinetik akhir

KE = 1/2 mv _t ² = 1/2 (10)(78) ² = (5)(6084) = 30,420 Joule

(3) Kuasa

P = W / t = 30,240 / 12 = 2,520 Joule/saat

(4) Peningkatan tenaga kinetik

ΔKE = 1/2 mv _t ² – 1/2 mv _o ² = 1/2 m (v _t ² – v _o ² ) = 1/2 (10)(78 ² – 6 ² ) = 5 (6084 –36) = 5 (6048)

ΔKE = 30,240 Joule

[irp]

5. Kerja yang lebih besar dilakukan oleh nombor objek…

Penyelesaian:

Kerja bersih = perubahan tenaga kinetik

W _bersih = ½ m (v _t ² – v _o ² )

Kerja yang lebih besar:

W ₁ = ½ (8)(4 ² – 2 ² ) = (4)(16 – 4) = (4)(12) = 48 Joule

W ₂ = ½ (8)(5 ² –3 ² ) = (4)(25 – 9) = (4)(16) = 64 Joule

W ₃ = ½ (10)(6 ² – 5 ² ) = (5)(36 – 25) = (5)(11) = 55 Joule

W ₄ = ½ (10)(4 ² – 0 ² ) = (5)(16 – 0) = (5)(16) = 80 Joule

W ₅ = ½ (20)(3 ² – 3 ² ) = (10)(9 – 9) = (10)(0) = 0 Joule

6. Sebuah kereta berjisim 4000 kg bergerak di sepanjang garis lurus pada kelajuan 25 m/s. Kereta itu diperlahankan supaya halaju akhir kereta itu ialah 15 m/s. Berapakah kerja yang dilakukan pada kereta itu.

Diketahui:

Jisim (m) = 4000 kg

Halaju awal (v₂o ₎ = 25 m/s

Halaju akhir (vt ₎ = 15 m/s

Dikehendaki : Kerja yang dilakukan pada kereta

Penyelesaian:

W _bersih = ½ m (vt ₂ ^– vo ₂ ⁾ = ½(4000)(15 ² -25 ² ) = (2000)(225-625) = (2000)(-400) = -800,000 Joule = -800 kJ

[irp]

7. Sebiji bola berjisim 0.1 kg dilontar secara mendatar pada kelajuan 6 m/s dari ketinggian 5 meter. Jika pecutan graviti ialah 10 m/s² ^, maka apakah tenaga kinetik bola pada ketinggian 2 meter.

Diketahui:

Jisim (m) = 0.1 kg

Perubahan ketinggian (t) = 5 m – 2 m = 3 meter

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

Dikehendaki: Tenaga kinetik pada ketinggian 2 meter.

Penyelesaian:

Gerakan projektil boleh difahami dengan menganalisis komponen gerakan mendatar dan menegak secara berasingan. Gerakan dalam arah mendatar dianalisis sebagai gerakan halaju malar dan gerakan dalam arah menegak dianalisis sebagai gerakan jatuh bebas atau gerakan menegak.

Tenaga mekanikal awal = tenaga keupayaan graviti.

PE = mgh = (0.1)(10)(3) = 3 Joule.

Tenaga mekanikal akhir = tenaga kinetik.

KE = 3 Joule.

8. Sebuah kereta berjisim 1000 kg memecut dari keadaan pegun dan bergerak pada kelajuan 5 m/s. Berapakah kerja yang dilakukan oleh kereta itu?

Diketahui:

Jisim (m) = 1000 kg

Halaju awal (v₂o ₎ = 0

Halaju akhir (vt ₎ = 5 m/s

Dikehendaki: Kerja (W) dilakukan dengan kereta

Penyelesaian:

W _bersih = ½ m (v _t ² – v _o ² )

Kerja yang dilakukan dengan kereta:

W _bersih = ½ (1000)(5 ² – 0 ² ) = (500)(25 – 0) = (500)(25) = 12,500 Joule

[irp]

9. Sebiji bola berjisim 500 gram dilambung secara menegak ke atas dari permukaan bumi dengan halaju awal 10 m/s² ^. Pecutan graviti ialah 10 ms ^-2 . Berapakah kerja yang dilakukan oleh daya berat apabila bola mencapai ketinggian maksimum.

Diketahui :

Jisim bola (m) = 500 gram = 0.5 kg

Halaju awal (v₂o ₎ = 10 m/ ^s₂

Halaju akhir (vt ₎ = 0 (halaju pada titik tertinggi)

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

Dikehendaki: Kerja (W) mengikut berat

Penyelesaian:

Kerja bersih yang dilakukan oleh daya bersih ke atas suatu objek = perubahan tenaga kinetik.

W _bersih = ΔEK = EK _t – EK _o

Wnet = ½ mv _t ² – ½ mv _o ² = ½ m (v _t ² – v _o ² )

KE _t = tenaga kinetik akhir, KE _o = tenaga kinetik awal, m = jisim objek, v _t = halaju akhir objek, v _o = halaju awal objek.

Rangkaian:

W _bersih = ½ m (v _t ² – v _o ² ) = ½ (0.5)(0 ² – 10 ² )

W _bersih = (0.25)(-100) = -25 Joule

Tanda tolak menunjukkan bahawa arah sesaran adalah bertentangan dengan berat bola. Arah bola adalah tegak dan arah berat adalah tegak lurus.

10. Sebuah objek berjisim 1 kg jatuh bebas dengan beza ketinggian = 2.5 meter. Pecutan graviti ialah 10 ms ^-2 . Berapakah kerja yang dilakukan pada objek itu?

Diketahui:

Jisim bola (m) = 1 kg

Halaju awal (v₂o ₎ = 0 m/s

Tinggi (t) = 2.5 meter

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

Dikehendaki: Kerja bersih semasa anjakan

Penyelesaian:

Halaju akhir bola ( _vt )

Dikira menggunakan persamaan gerakan jatuh bebas. Diketahui: Pecutan akibat graviti (g) = 10 m/s² ^, Perubahan ketinggian bola (h) = 2.5 meter. Dikehendaki: Halaju akhir.

vt _{2 =} ² gh = 2(10)(2.5) = 2(25)

vt ₌ √2(25)

vt ₌ 5√2

Kerja bersih = perubahan tenaga kinetik

W _bersih = ΔEK = ½ m (v _t ² – v _o ² ) = ½ (1){(5√2) ² – 0 ² }

W _bersih = ½ (25)(2) = 25 Joule

[irp]

11. Sebuah objek berjisim 2 kg bergerak pada kelajuan 72 km/jam. Selepas bergerak sejauh 400 meter, halaju akhir objek itu ialah 144 km/jam. Pecutan akibat graviti ialah 10 ms ^-2 . Cari kerja bersih.

Diketahui:

Jisim objek (m) = 2 kg

Halaju awal (v _o ) = 72 km/jam = 20 m/s

Halaju akhir (vt ₎ = 144 km/j = 40 m/s

Jarak (s) = 400 meter

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

Dikehendaki: Rangkaian

Penyelesaian:

Kerja bersih = perubahan tenaga kinetik

W _bersih = ΔEK = ½ m (v _t ² – v _o ² ) = ½ (2)(40 ² – 20 ² }

W _bersih = ½ (2)(1600 – 400) = 1200 Joule

12. Sebuah objek 2 kg bergerak pada kelajuan 2 ms ^–1 . Kerja yang dilakukan pada objek itu ialah 21 Joule. Berapakah halaju akhir objek itu.

Diketahui:

Jisim (m) = 2 kg

Halaju awal (v₂o ₎ = 2 m/s

Kerja (W) = 21 Joule

Dikehendaki: halaju akhir ( _vt )

Penyelesaian:

W _bersih = ΔEK

W _bersih = 1/2 mv _t ² -1/2 mv _o ²

W _bersih = 1/2 m (v _t ² – v _o ² )

21 = 1/2 (2) (vt ₂ ^– 2 ² )

21 = ( _vt ² – 2 ² )

21 = vt ₂ ^– 4

vt ₂ = 21 + 4 = ²⁵

vt ₌ √25

vt = 5 m/ _s

[irp]

1 3 . Daya malar 8 N bertindak ke atas objek yang berjisim 16 kg. Jika objek itu pada mulanya pegun, tentukan laju objek itu selepas daya bertindak ke atas objek itu selama 4 saat.

Diketahui:

Daya malar (F) = 8 Newton

Jisim objek (m) = 16 kg

Laju awal objek (v _o ) = 0 m/s

Daya selang masa bertindak ke atas objek (t) = 4 saat

Dikehendaki: Laju akhir ( _vt )

Penyelesaian:

Kerja = Perubahan tenaga kinetik

W = KE akhir – KE awal

W = ½ mv ^t² _– ½ ^mv _o²

W = ½ mv _t ² – 0

W = ½ mv _t ² —— Persamaan 1

Kerja = Daya x Sesaran

W = Fd

W = 8 hari

Gunakan persamaan gerakan linear tak seragam di bawah untuk mengira sesaran (d):

d = v _o t + ½ pada ²

d = sesaran, v ₌ halaju awal, t = selang masa, a = pecutan

d = 0 + ½ pada ² = ½ pada ² —-> a = (vt _– v _o ) / t = vt _/ t

d = ½ (vt _/ t) ^t2

^d = ½ (vt ₎ t

Ubah sesaran (d) pada persamaan Kerjakan dengan sesaran (d) dalam persamaan ini:

W = 8 hari

W = 8(1/2)(vt ₎ (t)

W = (4)(vt ₎ (t) —— persamaan 2

Persamaan 1 = Persamaan 2

W = W

½ mv _t ² = (4)(v _t )(t)

½ mvt ₌ (4)(t)

½ (16)(vt ₎ = 4(4)

8 vt ₌ 16

vt ₌ 16 / 8

vt = 2 meter/ _saat

14. Untuk meningkatkan kelajuan objek menjadi 2 kali ganda daripada kelajuan awal, tentukan kerja yang diperlukan dalam proses tersebut…

Diketahui:

Jisim objek (m) = 1 kg

Laju awal (v _o ) = 1 m/s

Laju akhir (vt ₎ = 2 x laju awal = 2 x 1 = 2 m/s

Dicari: Kerja

Penyelesaian:

Tenaga kinetik awal:

Awal KE = ½ mv _o ² = ½ (1)(1) ² = ½ (1)(1) = ½ (1) = 0.5

Tenaga kinetik akhir apabila laju objek menjadi 2 kali ganda daripada laju awalnya:

KEPADA akhir = ½ mv _t ² = ½ (1)(2) ² = ½ (4) = 2

Teorem tenaga kerja-kinetik:

Kerja = Perubahan tenaga kinetik

Kerja = Tenaga kinetik akhir– tenaga kinetik awal

Kerja = 2 – 0.5

Kerja = 1.5

Tenaga kinetik awal = 0.5

Kerja = 3 x 0.5 = 1.5

Kerja diperlukan 3 kali ganda daripada tenaga kinetik awalnya.

15. Sebuah kereta berjisim 1500 kg bergerak dengan kelajuan 36 km/jam di atas jalan mendatar yang linear dan licin. Kereta itu memecut kepada 72 km/jam. Tentukan kerja yang diperlukan untuk memecut kereta itu.

Diketahui:

Jisim kereta (m) = 1500 kg

Laju awal kereta (v₂o ₎ = 36 km/jam = 36,000 meter / 3600 saat = 10 meter/saat

Laju akhir kereta (vt ₎ = 72 km/jam = 72,000 meter / 3600 saat = 20 meter/saat

Dikehendaki: Kerja yang diperlukan untuk memecut kereta

Penyelesaian:

Teorem tenaga kerja-kinetik:

W = EK akhir – EK awal

W = ½ mv _t ² – ½ mv _o ² = ½ m (v _t ² –v _o ² )

W = ½ (1500)(20 ² – 10 ² )

W = ½ (1500)(400 – 100)

W = ½ (1500)(300)

W = (1500)(150)

W = 225,000 Joule

16. Sebuah objek berjisim 2 kg pada mulanya bergerak pada kelajuan 72 km/jam ^-1 . Selepas bergerak di jalan lurus mendatar sejauh 400 m, kelajuan objek itu ialah 144 km/jam ^-1 . Tentukan jumlah kerja pada objek itu.

Diketahui:

Jisim objek (m) = 2 kg

Laju awal (v _o ) = 72 km/jam = 72,000 meter / 3600 saat = 20 m/s

Laju akhir (vt ₎ = 144 km/jam = 144,000 meter / 3600 saat = 40 m/s

Sesaran objek = 400 meter

Dikehendaki: Kerja jaring pada objek

Penyelesaian:

Teorem tenaga kinetik kerja menyatakan bahawa kerja bersih bertindak ke atas objek sama seperti perubahan tenaga kinetik objek tersebut.

W bersih = KE akhir – KE awal

W bersih = ½ mv _t ² – ½ mv _o ²

W bersih = ½ m (v _t ² – v _o ² )

W bersih = ½ (2)(40 ² – 20 ² )

W bersih = 1600 – 400

W bersih = 1200 Joule

Penerangan:

W = Kerja, KE = tenaga kinetik

Tenaga kinetik

17. Sebutir peluru 10 gram bergerak pada kelajuan malar 100 m/s. Berapakah tenaga kinetik peluru itu.

Diketahui:

Jisim peluru (m) = 10 gram = 10/1000 kilogram = 1/100 kilogram = 0.01 kilogram

Kelajuan peluru (v) = 100 meter/saat

Dikehendaki: Tenaga kinetik

Penyelesaian:

KE = 1/2 mv ²

KE = 1/2 (0,01 kg)(100 m/s) ²

KE = 1/2 (0,01 kg)(10.000 m ² /s ² )

KE = (0,01 kg)(5000 m ² / s ² )

KE = 50 kg ^m² / ^s²

KE = 50 Joule

[wpdm_package id='1191']

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 lengkung
10. Aplikasi pemuliharaan tenaga mekanikal untuk gerakan pada satah condong
11. Aplikasi pemuliharaan tenaga mekanikal untuk gerakan projektil

Maklumat Lanjut

1. Seorang menarik sebuah bongkah sejauh 2 m di sepanjang permukaan mendatar dengan daya malar F = 20 N. Tentukan kerja yang dilakukan oleh daya F yang bertindak ke atas bongkah tersebut.

Diketahui:

Daya (F) = 20 N

Sesaran (s) = 2 m

Sudut (θ ) = 0

Dicari : Kerja (W)

Penyelesaian:

W = F d cos θ = (20)(2)(cos 0) = (20)(2)(1) = 40 Joule

[irp]

2. Satu daya F = 10 N yang bertindak ke atas sebuah kotak sejauh 1 m di sepanjang permukaan mendatar. Daya tersebut bertindak pada sudut 30 ^° seperti yang ditunjukkan dalam rajah di bawah. Tentukan kerja yang dilakukan oleh daya F!

Diketahui :

Daya (F) = 10 N

Daya mendatar (F _x ) = F cos 30 ^o = (10)(0.5√3) = 5√3 N

Sesaran (d) = 1 meter

Dikehendaki : Kerja (W)?

Penyelesaian :

W = F _x d = (5√3)(1) = 5√3 Joule

3. Sebuah jasad jatuh bebas dari keadaan rehat, dari ketinggian 2 m. Jika pecutan graviti ialah 10 m/s² ^, tentukan kerja yang dilakukan oleh daya graviti!

Diketahui:

Jisim objek (m) = 1 kg

Tinggi (t) = 2 m

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

Dikehendaki: Kerja yang dilakukan oleh daya graviti (W)

Penyelesaian:

W = F d = wh = mgh

W = (1)(10)(2) = 20 Joule

W = kerja, F = daya, d = jarak, w = berat , h = tinggi, m = jisim, g = pecutan akibat graviti.

[irp]

4. Sebuah objek 1 kg dilekatkan pada sebuah spring supaya ia memanjang 2 cm. Jika pecutan graviti ialah 10 m/s² ^, tentukan (a) pemalar spring (b) kerja yang dilakukan oleh daya spring ke atas objek

Diketahui:

Jisim (m) = 1 kg

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

Pemanjangan (x) = 2 cm = 0.02 m

Berat (w) = mg = (1 kg)(10 m/ ^s² ) = 10 kg m/s² ⁼ 10 N

Dikehendaki: Pemalar spring dan kerja yang dilakukan oleh daya spring

Penyelesaian:

(a) Pemalar spring

Formula hukum Hooke :

F = k-x.

k = F / x = w / x = mg / x

k = (1)(10) / 0.02 = 10 / 0.02

k = 500 N/m

(b) kerja yang dilakukan oleh daya spring

W = – ½ kx ²

W = – ½ (500)(0.02) ²

W = – (250)(0.0004)

W = -0.1 Joule

Tanda tolak menunjukkan bahawa arah daya spring adalah bertentangan dengan arah sesaran objek.

[irp]

5. Satu daya F = 10 N memecut sebuah kotak melalui sesaran 2 m. Lantai itu kasar dan mengenakan daya geseran F _k = 2 N. Tentukan kerja bersih yang dilakukan pada kotak itu.

Diketahui:

Daya (F) = 10 N

Daya geseran kinetik (Fk ₎ = 2 N

Sesaran (d) = 2 m

Dikehendaki: Rangkaian ( _{jaringan W} )

Penyelesaian:

Kerja yang dilakukan oleh daya F:

W ₁ = F d cos 0 = (10)(2)(1) = 20 Joule

Kerja yang dilakukan oleh daya geseran kinetik (Fk ₎ :

W ₂ = F _k d = (2)(2)(cos 180) = (2)(2)(-1) = -4 Joule

Rangkaian:

W _bersih = W ₁ – W ₂

W _bersih = 20 – 4

W _bersih = 16 Joule

6. Apakah kerja yang dilakukan oleh daya F pada bongkah itu.

Diketahui:

Daya (F) = 12 Newton

Sesaran (d) = 4 meter

Dicari: Kerja (W)

Penyelesaian:

W = F d = (12 Newton)(4 meter) = 48 N m = 48 Joule

[irp]

7. Sebuah bongkah ditolak oleh daya 200 N. Sesaran bongkah itu ialah 2 meter. Berapakah kerja yang dilakukan pada bongkah itu?

Diketahui:

Daya (F) = 200 Newton

Sesaran (d) = 2 meter

Dicari: Kerja (W)

Penyelesaian:

Kerja:

W = Fs

W = (200 Newton)(2 meter)

W = 400 Nm

W = 400 Joule

8. Pemandu sedan itu ingin meletakkan keretanya tepat 0.5 m di hadapan trak yang berada 10 m dari kedudukan sedan itu. Apakah kerja yang diperlukan oleh sedan itu?

Diketahui:

Sesaran (d) = 10 meter – 0.5 meter = 9.5 meter

Daya (F) = 50 Newton

Dicari: Kerja (W)

Penyelesaian:

W = Fs

W = (50 Newton)(9.5 meter)

W = 475 Nm

W = 475 Joule

[irp]

9.

Kerja yang dilakukan oleh Tom dan Jerry supaya kereta itu boleh bergerak sejauh 4 meter. Daya yang dikenakan oleh Tom dan Jerry ialah 50 N dan 70 N.

Diketahui:

Sesaran (s) = 4 meter

Daya bersih (F) = 50 Newton + 70 Newton = 120 Newton

Dicari: Kerja (W)

Penyelesaian:

W = Fs = (120 Newton)(4 meter) = 480 Nm = 480 Joule

10. Seorang pemandu menarik sebuah kereta supaya kereta itu bergerak sejauh 1000 cm. Berapakah kerja yang dilakukan pada kereta itu?

Diketahui:

Daya (F) = 250 Newton

Sesaran (s) = 1000 cm = 1000/100 meter = 10 meter

Dicari: Kerja (W)

Penyelesaian:

W = Fs = (250 Newton)(10 meter) = 2500 Nm = 2500 Joule

11. Berdasarkan rajah di bawah, jika kerja yang dilakukan oleh daya bersih ialah 375 Joule, tentukan sesaran objek.

Diketahui:

Kerja (W) = 375 Joule

Daya bersih ( ΣF) = 40 N + 10 N – 25 N = 25 Newton ( ke kanan )

Dikehendaki: Sesaran ( d )

Penyelesaian:

Persamaan kerja:

W = Fs

Sesaran objek:

d = W / F = 375 Joule / 25 Newton

d = 15 meter s

12. Aktiviti-aktiviti di bawah yang tidak berkesan ialah …

A. Tolak objek sejauh 10 meter

B. Tolak kereta sehingga ia bergerak

C. Tolak dinding

D. Menarik sebuah kotak

Penyelesaian:

Persamaan kerja:

W = ΣF s

W = kerja , F = daya , d = sesaran

Berdasarkan formula di atas, kerja dilakukan oleh daya dan terdapat sesaran.

Jawapan yang betul ialah C.

1 3. Andrew menolak satu objek dengan daya 20 N supaya objek itu bergerak dalam gerakan membulat dengan jejari 7 meter. Tentukan kerja yang dilakukan oleh Andrew untuk dua kali gerakan membulat.

A. 0 Joule

B. 1400 Joule

C. 1540 Joule

D. 1760 Joule

Penyelesaian:

Jika orang itu menolak kerusi roda sebanyak dua kali dalam gerakan membulat, maka orang itu dan kerusi roda itu kembali ke posisi asal, jadi sesaran orang itu adalah sifar.

Sesaran = 0 jadi kerja = 0.

Jawapan yang betul ialah A.

14. Seseorang menolak satu objek di atas lantai dengan daya 350 N. Lantai itu mengenakan daya geseran sebanyak 70 N. Tentukan kerja yang dilakukan oleh daya untuk menggerakkan objek itu sejauh 6 meter.

A. 45 J

B. 72 J

C. 1680 J

D. 2580 J

Diketahui:

Daya tolakan (F) = 350 Newton

Daya geseran (F _fric ) = 70 Newton

Sesaran objek = 6 meter

Dicari: Kerja (W)

Penyelesaian:

Terdapat dua daya yang bertindak ke atas objek, iaitu daya tolakan (F) dan daya geseran (F = _fric ). Daya tolakan mempunyai arah yang sama dengan sesaran objek kerana daya tolakan melakukan kerja positif. Sebaliknya, daya geseran mempunyai arah yang bertentangan dengan sesaran objek supaya daya geseran melakukan kerja negatif.

Kerja yang dilakukan oleh daya tolakan:

W = F d = (350 Newton)(6 meter) = 2100 Newton-meter = 2100 Joule

Kerja yang dilakukan oleh daya geseran:

W = – (F _fric )(s) = – (70 Newton)(6 meter) = – 420 Newton-meter = – 420 Joule

Rangkaian:

W bersih = 2100 Joule – 420 Joule

W bersih = 1680 Joule

Jawapan yang betul ialah C.

15. Sebuah objek ditolak oleh daya mendatar sebanyak 14 Newton di atas lantai kasar dengan daya geseran sebanyak 10 Newton. Tentukan kerja bersih bagi menggerakkan objek itu sejauh 8 meter.

A. 0.5 Joule

B. 3 Joule

C. 32 Joule

D. 192 Joule

Diketahui:

Daya tolakan (F) = 14 Newton

Daya geseran (F _fric ) = 10 Newton

Sesaran objek (d) = 8 meter

Dicari: Kerja (W)

Penyelesaian:

Terdapat dua daya yang bertindak ke atas objek, iaitu daya tolakan (F) dan daya geseran (F = _fric ).

Daya tolakan mempunyai arah yang sama dengan sesaran objek supaya daya tolakan melakukan kerja positif. Sebaliknya, daya geseran mempunyai arah yang bertentangan dengan sesaran objek supaya daya geseran melakukan kerja negatif.

Kerja yang dilakukan oleh daya tolakan:

W = Fs = (14 Newton)(8 meter) = 112 Newton meter = 112 Joule

Kerja yang dilakukan oleh daya geseran:

W = – (F _fric )(s) = – (10 Newton)(8 meter) = – 80 Newton meter = – 80 Joule

Rangkaian:

W bersih = 112 Joule – 80 Joule

W bersih = 32 Joule

Jawapan yang betul ialah C.

16. Tentukan kerja bersih berdasarkan rajah di bawah.

A. 360 Joule

B. 450 Joule

C. 600 Joule

D. 750 Joule

Penyelesaian:

Kerja = Daya (F) x sesaran (d)

Kerja = Luas segitiga 1 + luas segi empat tepat + luas segitiga 2

Work = 1/2(40-0)(3-0) + (40-0)(9-3) + 1/2(40-0)(12-9)

Kerja = 1/2(40)(3) + (40)(6) + 1/2(40)(3)

Kerja = (20)(3) + 240 + (20)(3)

Kerja = 60 + 240 + 60

Kerja = 360 Joule

Jawapan yang betul ialah A.

17. Sekeping kayu sepanjang 60 cm dicucuk secara menegak ke dalam tanah. Kayu dipukul dengan tukul 10 kg dari ketinggian 40 cm di atas bahagian atas kayu. Jika daya rintangan purata tanah ialah 2 x 103 N ^dan pecutan graviti ialah 10 m/s2 ^, maka kayu itu akan masuk sepenuhnya ke dalam tanah selepas…. dilanggar.

A. 4

B. 16

C. 28

D. 30

Diketahui:

Jisim tukul (m) = 10 kg

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

Berat tukul (w) = mg = (10)(10) = 100 kg m/ ^s²

Sesaran tukul sebelum terkena kayu (d) = 40 cm = 0.4 meter

Rintangan kayu (F) = 2 x 103 ^N = 2000 N

Panjang kayu = 60 cm = 0.6 meter

Dikehendaki: Kayu akan masuk sepenuhnya ke dalam tanah selepas…. terkena.

Penyelesaian:

Kerja yang dilakukan pada tukul apabila tukul bergerak sejauh 0.4 meter ialah:

W = F d = ws = (100 N)(0.4 m) = 40 Nm = 40 Joule

Kerja yang dilakukan oleh daya rintangan tanah:

W = F d = (2000 N)(0.6 m) = 1200 Nm = 1200 Joule

Kayu akan masuk sepenuhnya ke dalam tanah selepas…. terkena.

1200 Joule / 40 Joule = 30

Jawapan yang betul ialah D.

[wpdm_package id='1192']

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 lengkung
10. Aplikasi pemuliharaan tenaga mekanikal untuk gerakan pada satah condong
11. Aplikasi pemuliharaan tenaga mekanikal untuk gerakan projektil

Maklumat Lanjut

1. Jarak Bumi dari Matahari ialah 149.6 x 106 ^km dan tempoh revolusi Bumi ialah 1 tahun. Kira T ² / r ³

Diketahui:

T = 1 tahun, r = 149.6 x ¹⁰⁶ km

Dikehendaki : T ² / r ³ = … ?

Penyelesaian :

k = T² / r³ = 1² / (149.6x10⁶)³ = 1 / (3348071.9 x 10¹⁸) = 2.98 x 10^-25 tahun²/ km³

[irp]

2. Pemalar universal ⁽ G) = 6.67 x 10 ^-11 Nm² /kg² ^dan pemalar Matahari 1.99 x ^10⁻¹ kg.

[irp]

3. Purata jarak Bumi dari Matahari ialah 149.6 x 10 ⁶ km dan purata jarak Utarid dari Matahari ialah 57.9 x 10 ⁶ km. Tempoh revolusi Bumi ialah 1 tahun, apakah tempoh revolusi Utarid?

Diketahui:

r Bumi = 149.6 x 10 ⁶ km

r merkuri = 57.9 x ¹⁰⁶ km

T Bumi = 1 tahun

Dikehendaki: T merkuri?

Penyelesaian:

[wpdm_package id='953']

1. Masalah dan penyelesaian hukum graviti universal Newton
2. Daya graviti, masalah berat dan penyelesaiannya
3. Masalah dan penyelesaian pecutan akibat graviti
4. Masalah dan penyelesaian satelit geosinkron
5. Masalah dan penyelesaian hukum Kepler masalah dan penyelesaian

Maklumat Lanjut

1. Berapakah ketinggian satelit geosinkron di atas permukaan Bumi?

G = pemalar universal = 6.67 x 10 ^-11 N ^m² / ^kg²

M = Jisim Bumi = 5.97 x ¹⁰²⁴ kg

T = 24 jam = 24 (3600 saat) = 86,400 saat = 8.64 x 10 ⁴ saat

Penyelesaian

Ketinggian satelit di atas permukaan Bumi = 4.22 x 10 ⁷ m = 4.22 x 10 ⁴ km = 42,200 km

Ketinggian satelit di atas permukaan Bumi = 6.38 x 10 ⁶ m = 6.38 x 10 ³ km = 6380 km

Ketinggian satelit di atas permukaan Bumi = jarak satelit dari pusat Bumi – jejari Bumi

Ketinggian satelit di atas permukaan Bumi = 42,200 km – 6380 km

Ketinggian satelit di atas permukaan Bumi = 35,820 km

[irp]

2. Apakah kelajuan satelit geosinkron?

Pemalar universal (G) = 6.67 x 10 ^-11 N ^m² / ^kg²

Jisim Bumi (mE ₎ = 5.97 x ¹⁰²⁴ kg

Jarak antara satelit dan pusat Bumi (r) = 4.22 x ¹⁰⁷ m

Penyelesaian

atau gunakan persamaan ini

[wpdm_package id='949']

1. Masalah dan penyelesaian hukum graviti universal Newton
2. Daya graviti, masalah berat dan penyelesaiannya
3. Masalah dan penyelesaian pecutan akibat graviti
4. Masalah dan penyelesaian satelit geosinkron
5. Masalah dan penyelesaian hukum Kepler masalah dan penyelesaian

Maklumat Lanjut

1. Jarak antara seorang yang berjisim 40 kg dan seorang yang berjisim 30 kg ialah 2 m. Berapakah magnitud daya graviti yang dikenakan oleh setiap seorang terhadap yang lain. Pemalar universal = 6.67 x 10 ^-11 N ^m² / ^kg²

Diketahui:

m1 = ₄₀ kg, m2 _{= 30 kg, r} ⁼ 2 m, G = 6.67 x 10 ^-11 N m2 ^/ kg2

Dikehendaki: magnitud daya graviti (F)?

Penyelesaian:

[irp]

2. Jarak antara Bumi dan Bulan (r) ialah 3.84 x 108 ^m . Berapakah magnitud daya graviti yang dikenakan oleh setiap satu terhadap yang lain?

Diketahui:

Jisim Bumi (mE ₎ = 5.97 x ¹⁰²⁴ kg

Jisim bulan (m _M ) = 7.35 x ¹⁰²² kg

Jarak antara pusat Bumi dan pusat Bulan (r) = 3.84 x ¹⁰⁸ m

Pemalar universal (G) = 6.67 x 10 ^-11 N ^m² / ^kg²

Dikehendaki: Magnitud daya graviti (F)

Penyelesaian:

[irp]

3. Berapakah jarak dari Bumi, magnitud daya graviti bumi dan bulan ialah sifar?

Diketahui:

Jisim Bumi = 5.97 x ¹⁰²⁴ kg

Jisim bulan = 7.35 x ¹⁰²² kg

Jarak antara pusat Bumi dan pusat Bulan (r) = 3.84 x 108 ^m.

Pemalar universal ( G) = 6.67 x 10 ^-11 N ^m² / ^kg²

Dikehendaki: jarak dari Bumi

Penyelesaian:

Daya graviti bersih ialah sifar.

Gunakan formula kuadratik:

A = – 6.35

B = – 7.68 x 10 ⁸

C = 87.76 x 10 ^-14

 

[wpdm_package id='955']

1. Masalah dan penyelesaian hukum graviti universal Newton
2. Daya graviti, masalah berat dan penyelesaiannya
3. Masalah dan penyelesaian pecutan akibat graviti
4. Masalah dan penyelesaian satelit geosinkron
5. Masalah dan penyelesaian hukum Kepler masalah dan penyelesaian

 

Maklumat Lanjut