1. Iemand gooit een steen van 1 kg omhoog met een snelheid van 2 m/s vanaf de rand van een klif, zodat de steen 40 meter lager op de voet van de klif valt. Wat is de kinetische energie van de steen op 10 meter boven de grond? De zwaartekrachtversnelling g = 10 m/ s².
Bekend:
Massa (m) = 1 kg
Beginsnelheid (v o ) = 2 m/s
Het hoogteverschil = 40 – 10 = 30 meter
Versnelling als gevolg van de zwaartekracht (g) = 10 m/ s²
Gezocht: kinetische energie van een steen op 10 meter boven de grond
oplossing:
De initiële mechanische energie
De initiële gravitationele potentiële energie (EP) = mgh = (1)(10)(30) = 300 Joule
De initiële kinetische energie (KE) = ½ mv o 2 = ½ (1)(2) 2 = ½ (4) = 2 Joule
De initiële mechanische energie = de initiële potentiële zwaartekrachtenergie + de initiële kinetische energie = 300 + 2 = 302 Joule.
De uiteindelijke mechanische energie
De uiteindelijke mechanische energie = de uiteindelijke kinetische energie = de initiële potentiële zwaartekrachtenergie + de initiële kinetische energie = 300 + 2 = 302 Joule.
[irp]
2. Iemand gooit een voorwerp van 1 kg omhoog met een beginsnelheid van 10 m/s. Bepaal (a) de potentiële zwaartekrachtenergie op de maximale hoogte (b) de maximale hoogte.
De versnelling als gevolg van de zwaartekracht is 10 m/s².
Bekend:
Massa (m) = 1 kg
Beginsnelheid (v o ) = 10 m/s
Versnelling als gevolg van de zwaartekracht (g) = 10 m/ s²
Gevraagd : de potentiële zwaartekrachtenergie op de maximale hoogte en de maximale hoogte.
oplossing:
(a) de zwaartekrachtspotentiële energie op de maximale hoogte
De initiële mechanische energie:
De initiële mechanische energie (ME) = de initiële kinetische energie (KE) = ½ mv o 2 = ½ (1)(10) 2 = ½ (100) = 50 Joule.
De uiteindelijke mechanische energie:
De uiteindelijke mechanische energie (ME) = de potentiële zwaartekrachtenergie (PE)
Het principe van behoud van mechanische energie:
De initiële mechanische energie = de uiteindelijke mechanische energie
KE = PE
50 = PE
De potentiële zwaartekrachtenergie bedraagt 50 joule.
(b) De maximale hoogte
PE = mgh
50 = (1)(10) h
50 = 10 uur
h = 50 / 10 = 5 meter
De maximale hoogte is 5 meter boven de grond.
[wpdm_package id = '1174 ′]
- Werkzaamheden verricht door de strijdkrachten, problemen en oplossingen
- Arbeid-kinetische energie: problemen en oplossingen
- Problemen en oplossingen met betrekking tot het arbeid-mechanische energieprincipe
- Problemen en oplossingen met betrekking tot gravitationele potentiële energie
- De potentiële energie van een elastische veer: problemen en oplossingen
- Stroomproblemen en -oplossingen
- Toepassing van het behoud van mechanische energie voor een vrije val.
- Toepassing van het behoud van mechanische energie voor op- en neerwaartse beweging bij vrije val.
- Toepassing van het behoud van mechanische energie voor beweging op een gebogen oppervlak.
- Toepassing van het behoud van mechanische energie voor beweging op een hellend vlak.
- Toepassing van het behoud van mechanische energie voor projectielbeweging
