4 Eżempji ta' xogħol u enerġija potenzjali gravitazzjonali
1. Oġġett b'massa ta' 1 kg jaqa' liberament minn għoli ta' 10 metri sakemm jilħaq l-art. Iddetermina:
(a) Ix-xogħol li jsir mill-forza gravitazzjonali fuq l-oġġett
(b) Tibdil enerġija potenzjali gravità
Aċċelerazzjoni minħabba l-gravità (g) = 10 m/s2
Diskussjoni
Huwa magħruf :
Massa tal-oġġett (m) = 1 kg
Għoli (h) = 10 metri
Aċċelerazzjoni minħabba l-gravità (g) = 10 m/s2
Tweġiba:
(a) Xogħol magħmul mill-forza tal-gravità
Meta oġġett jaqa' liberament, id-direzzjoni tal-moviment tal-oġġett hija 'l isfel u d-direzzjoni tal-forza gravitazzjonali li taġixxi fuq l-oġġett (il-piż tal-oġġett) hija wkoll 'l isfel. Minħabba li jinsabu fl-istess direzzjoni, il-forzi gravitazzjonali jikkoinċidu jew jiffurmaw angolu ta' 0.o bid-direzzjoni tal-moviment tal-oġġett. Cos 0 = 1 u kull numru mmultiplikat b'1 huwa l-istess bħal dak in-numru, għalhekk cos 0 m'għandux għalfejn jiġi inkluż fil-formula tax-xogħol.
Il-formula tax-xogħol hija W = F s, fejn W = xogħol, F = forza u s = spostament. Jekk tiġi aġġustata għal din il-problema, il-formula tax-xogħol tinbidel għal W = wh = mgh, fejn W = xogħol, w = gravità, h = bidla fl-għoli tal-oġġett, m = massa tal-oġġett, g = aċċelerazzjoni minħabba l-gravità.
Għalhekk ix-xogħol li jsir mill-gravità huwa:
W = wh = mgh = (1)(10)(10) = 100 Joules
(B) Bidla fl-enerġija potenzjali gravitazzjonali
F'għoli ta' 10 metri 'l fuq mill-art, l-enerġija potenzjali gravitazzjonali tal-oġġett hija ta' 100 Joules. Hekk kif jiċċaqlaq 'l isfel, l-għoli tal-oġġett jonqos, u b'hekk titnaqqas l-enerġija potenzjali gravitazzjonali tiegħu. Meta jilħaq l-art, fejn l-għoli tal-oġġett huwa żero, l-enerġija potenzjali gravitazzjonali tiegħu hija żero. Għalhekk, l-enerġija potenzjali gravitazzjonali tal-oġġett tonqos b'100 Joules.
2. Oġġett li jiżen 10 Newtons jinsab fuq pjan inklinat lixx b'angolu ta' inklinazzjoni ta' 30°.oIt-tul tal-ipotenuża huwa ta' żewġ metri. Ix-xogħol li tagħmel il-gravità fuq l-oġġett hekk kif jiżżerżaq tul l-ipotenuża huwa...
Diskussjoni
Huwa magħruf :
Gravità (w) = 10 Newton
wx = w sin zija = (10)(sin 30o) = (10)(0,5) = 5 Newton
Tul tal-ipotenuża (s) = 2 metri
Aċċelerazzjoni minħabba l-gravità (g) = 10 m/s2
Mistoqsi : xogħol magħmul mill-gravità
Jawab :
Din il-problema tista' tissolva b'żewġ modi.
L-ewwel mod :
Il-formula tax-xogħol hija W = F s. Jekk tiġi aġġustata għal din il-problema, il-formula tax-xogħol tinbidel għal W = wx s. Għalhekk ix-xogħol li jsir mill-gravità huwa W = wx s = (5)(2) = 10 Joules.
It-tieni mod :
Ix-xogħol magħmul minn forza konservattiva, bħall-gravità, ma jiddependix mit-triq li jieħu l-oġġett iżda jiddependi mill-bidla fl-għoli. Għalhekk, biex tikkalkula x-xogħol magħmul mill-gravità, l-ewwel ikkalkula l-għoli tal-oġġett.
Mingħajr 30o = naħa vertikali / ipotenuża
0,5 = naħa perpendikolari / 2
Naħa vertikali = (0,5)(2)
Naħa vertikali = metru wieħed
L-għoli tal-oġġett huwa metru wieħed.
Ix-xogħol li jsir mill-gravità meta l-oġġett jiċċaqlaq 'l isfel huwa W = wh = (10)(1) = 10 Joules.
3. Jintużaw 5000 Joules ta' enerġija biex jerfgħu oġġett b'massa ta' 50 kg. L-oġġett se jogħla sa għoli ta'... g = 10 m/s2
A. 5 m
B. 10 metri
Ċ. 12 m
D. 15-il metru
Lvant 20 m
Diskussjoni:
Huwa magħruf :
Gravità EP = 5000 Joules, m = 50 kg, g = 10 m/s2.
Mistoqsi :
h?
Jawab :
EP = mgh
5000 = (50)(10)(h)
5000 = 500 siegħa
h = 5000 / 500 = 10 metri
It-tweġiba korretta hija B.
4. Oġġett b'massa ta' 2 kg jinsab 5 metri 'l fuq mill-art. L-aċċelerazzjoni minħabba l-gravità = 10 m/s2L-isforz meħtieġ biex oġġett jittella’ sa għoli ta’ 15-il metru ’l fuq mill-wiċċ tad-dinja huwa…
A. 100 Joule
B. 200 Joule
Ċ. 300 Joule
D. 400 Joule
E. 500 Joule
Diskussjoni:
Huwa magħruf :
m = 2 kg, siegħa1 = 5 metri, siegħa2 = 15-il metru, g = 10 m/s2
Mistoqsi :
W?
Jawab :
Xogħol (W) = bidla fl-enerġija potenzjali gravitazzjonali (EP)2 – PE1).
W = EP2 – PE1
W = mgh2 – mgh1
W = mg (siegħa)2 - h1)
W = (2)(10)(15-5) = (2)(10)(10) = 200 Joule.
It-tweġiba korretta hija B.
