Opgeloste problemen in de basisnatuurkunde

1. Een lichaam van 1 kg valt vanuit rust vrij van een hoogte van 80 m. Versnelling als gevolg van zwaartekracht is 10 m / s². Wat is de kinetische energie wanneer het lichaam de grond raakt.

Bekend:

Massa (m) = 1 kg

Hoogte (h) = 80 m

Versnelling als gevolg van zwaartekracht (g) = 10 m/s²

Gezocht: kinetische energie wanneer het lichaam de grond raakt

oplossing:

De eerste mechanische energie (MIJ_o) = zwaartekracht potentiële energie (EP)

ME_o = PE = mgh = (1)(10)(80) = 800 Joule

De uiteindelijke mechanische energie (ME_t) = kinetische energie (KE)

Het principe van behoud van mechanische energie :

ME_o =ME_t

PE =KE

800=KE

De uiteindelijke kinetische energie is 800 Joule.

2. Een lichaam van 4 kg vrije val vanuit stilstand, vanaf een hoogte van 10 m. De versnelling als gevolg van de zwaartekracht is 10 ms^-2Wat is de kinetische energie en de snelheid op 5 meter boven de grond?

Bekend:

De verandering in hoogte (h) = 10 – 5 = 5 meters

Massa (m) = 4 kg

Versnelling als gevolg van zwaartekracht (g) = 10 m/s²

Gezocht: Kinetische energie op 5 meter boven de grond en de snelheid op 5 meter boven de grond

oplossing:

(A) Kinetische energie op 5 meter boven de grond

De initiële mechanische energie (ME_o) = de zwaartekrachtspotentiële energie (PE)

ME_o = PE = mgh = (4)(10)(5) = 200 Joule

De uiteindelijke mechanische energie (EM_t) = kinetische energie (EK)

ME_t =KE

Het principe van behoud van mechanische energie stelt dat de initiële mechanische energie gelijk is aan de uiteindelijke mechanische energie.

ME_o =ME_t

200=KE

De kinetische energie op 5 meter boven de grond is 200 Joule.

(B) snelheid bij 5 meterboven de grond

De initiële mechanische energie (ME_o) = de uiteindelijke mechanische energie (ME_t)

PE =KE

200 = ½ mv²

2(200) / 4 = v²

100 = v²

v = √100

v = 10 Mevrouw

De snelheid van het lichaam op 5 meter boven de grond is 10 m/s.

3. Een mango valt vrij vanuit rust, vanaf een hoogte van 2 meter. De versnelling als gevolg van de zwaartekracht is 10 ms^-2Bepaal de snelheid van een mango op het moment dat deze de grond raakt.

Bekend:

Hoogte (h) = 2 meters

Versnelling als gevolg van zwaartekracht (g) = 10 m/s²

Gewild : De snelheid waarmee een mango de grond raakt.

oplossing:

De initiële mechanische energie (ME_o) = de zwaartekrachtspotentiële energie (PE)

ME = PE = mgh = m (10)(2) = 20 m

De uiteindelijke mechanische energie (ME_t) = de kinetische energie (KE)

ME_t =KE = ½ mv²

Het principe van behoud van mechanische energie stelt dat de initiële mechanische energie gelijk is aan de uiteindelijke mechanische energie.

ME_o =ME_t

20 m = ½ mv²

20 = ½ v²

2(20) = v²

40 = v²

v = √40 = √(4)(10) = 2√10 m/s

[wpdm_package id = '1166 ′]

1. Werkzaamheden verricht door de strijdkrachten, problemen en oplossingen
2. Arbeid-kinetische energie: problemen en oplossingen
3. Problemen en oplossingen met betrekking tot het arbeid-mechanische energieprincipe
4. Problemen en oplossingen met betrekking tot gravitationele potentiële energie
5. De potentiële energie van een elastische veer: problemen en oplossingen
6. Stroomproblemen en -oplossingen
7. Toepassing van het behoud van mechanische energie voor een vrije val.
8. Toepassing van het behoud van mechanische energie voor op- en neerwaartse beweging bij vrije val.
9. Toepassing van het behoud van mechanische energie voor beweging op een gebogen oppervlak.
10. Toepassing van het behoud van mechanische energie voor beweging op een hellend vlak.
11. Toepassing van het behoud van mechanische energie voor projectielbeweging

Lees meer

1. Iemand gooit een steen van 1 kg omhoog met een snelheid van 2 m/s, staand op de rand van een klif, zodat de steen 40 meter lager op de voet van de klif valt. Wat is de kinetische energie van steen op 10 meter boven de grond? Versnelling als gevolg van zwaartekracht g = 10 m/s².

Bekend:

Massa (m) = 1 kg

Initiële snelheid (v)_o) = 2 m/sec

Het hoogteverschil = 40 – 10 = 30 meter

Versnelling als gevolg van de zwaartekracht (g) = 10 m/s²²

Gewild : kinetische energie van een steen op 10 meter boven de grond

oplossing:

De initiële mechanische energie

De initiële potentiële zwaartekrachtenergie (EP) = mgh = (1)(10)(30) = 300 Joule

De initiële kinetische energie (KE) = ½ mv_o² = ½ (1)(2)² = ½ (4) = 2 Joule

De eerste mechanische energie = het begin zwaartekracht potentiële energie + 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.

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/s².²

Bekend:

Massa (m) = 1 kg

Initiële snelheid (v)_o) = 10 m/sec

Versnelling als gevolg van de zwaartekracht (g) = 10 m/s²²

gezocht : 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_o² = 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 ′]

1. Werkzaamheden verricht door de strijdkrachten, problemen en oplossingen
2. Arbeid-kinetische energie: problemen en oplossingen
3. Problemen en oplossingen met betrekking tot het arbeid-mechanische energieprincipe
4. Problemen en oplossingen met betrekking tot gravitationele potentiële energie
5. De potentiële energie van een elastische veer: problemen en oplossingen
6. Stroomproblemen en -oplossingen
7. Toepassing van het behoud van mechanische energie voor een vrije val.
8. Toepassing van het behoud van mechanische energie voor op- en neerwaartse beweging bij vrije val.
9. Toepassing van het behoud van mechanische energie voor beweging op een gebogen oppervlak.
10. Toepassing van het behoud van mechanische energie voor beweging op een hellend vlak.
11. Toepassing van het behoud van mechanische energie voor projectielbeweging

Lees meer

1. Aan een veer is een massa van 2 kg bevestigd. Als de uitrekking van de veer 4 cm is, bepaal dan... potentiële energie van een elastische veer. Versnelling als gevolg van zwaartekracht is 10 m/s².

Bekend:

Massa (m) = 2 kg

Versnelling als gevolg van de zwaartekracht (g) = 10 m/s²²

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

Verlenging (x) = 4 cm = 0.04 m

Gewild : Potentiële energie van een elastische veer

oplossing:

Formule van de wet van Hooke :

F = kx

F = kracht, k = veerconstante, x = de verandering in lengte van de veer

Veerconstante:

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

Potentiële energie van een elastische veer:

PE = ½ kx² = ½ (500)(0.04)² = (250)(0.0016) = 0.4 Joule

Alternatieve oplossing:

PE = ½ kx² = ½ (w / x) x² = ½ wx = ½ mgx

w = gewicht, m ​​= massa, x = de verandering in lengte van de veer

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

2. De uitrekking van een veer die wordt uitgerekt door een kracht F = 50 N is 10 cm. Wat is de potentiële energie van de elastische veer als de uitrekking 12 cm is?

Bekend:

Verlenging (x) = 10 cm = 0.1 m

Kracht (F) = 50 N

gezocht De potentiële energie van een elastische veer

oplossing:

Veerconstante:

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

De potentiële energie van een elastische veer bij een uitrekking van 12 cm:

PE = ½ kx² = ½ (500)(0.12)² = (250)(0.0144) = 3.6 Joule.

3. Grafiek van F versus x weergegeven in onderstaande figuur. Wat is de potentiële energie van de elastische veer als de uitrekking van de veer 10 cm is?

Bekend:

Kracht (F) = 5 N

De uitrekking van de veer (x) = 2 cm = 0.02 m

Gezocht: De potentiële energie van een elastische veer als de uitrekking van de veer 0.1 m is.

oplossing:

Veerconstante:

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

De potentiële energie van een elastische veer bij een uitrekking van 0.1 m:

PE = ½ kx² = ½ (250)(0.1)² = (125)(0.01) = 1.25 Joule.

4. Een atleet springt op een veer met een gewicht van 500 N, de veer verkort 4 cm. Bepaal de potentiële energie die de atleet nodig heeft om te springen.

A. 20 Joule

B. 10 Joule

C. 5 Joule

D. 2 Joule

Bekend:

Kracht (F) = 500 N

De verandering in lengte van de veer (Δx) = 4 cm = 0.04 m

Gezocht: De potentiële energie van de lente

oplossing:

Bereken de elasticiteitsconstante van een veer met behulp van de vergelijking van de wet van Hooke:

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

De elastische potentiële energie van een veer:

PE = ½ k Δx² = ½ (12500)(0.04)² = (6250)(0.0016)

PE = 10 Joule

Het juiste antwoord is B.

5. Een lente wanneer opgehangen met een massa van 500 gram, de lengte ervan neemt met 5 cm toe. Bepaal het constant en haar potentiële energie.

Bekend:

Massa van het object (m) = 500 gram = (500/1000) kg = 5/10 kg = 0.5 kg

Versnelling (g) = 10 m/s²²

Gewicht van het object (w) = mg = (0.5 kg)(10 m/s)²) = 5 kg m/s² = 5 Newton

De verandering in lengte van de veer (Δx) = 5 cm = 0.05 m

Gewild : veerconstante (k) en potentiële energie (PE)

oplossing:

Bereken eerst de veerconstante met behulp van de vergelijking van de wet van Hooke:

k = w / Δx = 5 N / 0.05 m = 100 N/m

De potentiële elasticiteit van een veer:

PE = ½ k Δx² = ½ (100)(0.05)² = (50)(0.0025)

PE = 0.125 Joule

[wpdm_package id = '1179 ′]

1. Werkzaamheden verricht door de strijdkrachten, problemen en oplossingen
2. Arbeid-kinetische energie: problemen en oplossingen
3. Problemen en oplossingen met betrekking tot het arbeid-mechanische energieprincipe
4. Problemen en oplossingen met betrekking tot gravitationele potentiële energie
5. Potentiële energie van een elastische veer: problemen en oplossingen
6. Stroomproblemen en -oplossingen
7. Toepassing van het behoud van mechanische energie voor een vrije val.
8. Toepassing van het behoud van mechanische energie voor op- en neerwaartse beweging bij vrije val.
9. Toepassing van het behoud van mechanische energie voor beweging op gebogen oppervlakken
10. Toepassing van het behoud van mechanische energie voor beweging op een hellend vlak.
11. Toepassing van het behoud van mechanische energie voor projectielbeweging

Lees meer

1. Een lichaam van 1 kg vrije val vanuit stilstand, vanaf een hoogte van 10 m.

Bepalen:

(A) Werk verricht door dwang of zwaartekracht

(b) De verandering in zwaartekracht potentiële energie

Versnelling als gevolg van zwaartekracht (g) = 10 m/s²

Bekend:

Massa (m) = 1 kg

Hoogte (h) = 10 m

Versnelling als gevolg van de zwaartekracht (g) = 10 m/s²²

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

oplossing:

(A) Arbeid verricht door de zwaartekracht

W = wh = mgh

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

(B) De verandering in gravitationele potentiële energie

De verandering in gravitationele potentiële energie is gelijk aan de arbeid verricht door de zwaartekracht.

ΔEP = 100 Joule

2. Een voorwerp van 10 N glijdt 2 meter naar beneden over een glad hellend vlak. Bepaal de arbeid verricht door de zwaartekracht!

Bekend:

gewicht (w) = 10 N

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

d = 2 m

Versnelling als gevolg van de zwaartekracht (g) = 10 m/s²²

Gewild : arbeid verricht door de zwaartekracht

oplossing:

W = F d = w_x d = (5)(2) = 10 Joule

Alternatieve oplossing:

Zonde 30^o = h / d

0.5 = h / 2

h = (0.5)(2)

h = 1 m

Arbeid verricht door de zwaartekracht;

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

3. Een object van 1,500 gram op 20 meter boven de grondEen object valt in vrije val naar de grond. Wat is de potentiële zwaartekrachtenergie van het object? De zwaartekrachtversnelling is 10 m/s².².

Bekend:

Versnelling als gevolg van de zwaartekracht (g) = 10 m/s²²

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

Hoogte (h) = 20 meter

Gewild : De potentiële zwaartekrachtenergie

oplossing:

PE = mgh = (1.5 kg)(10 m/s)²)(20 m) = 300 kg m²/s² = 300 Joule

4. Gebaseerd op de onderstaande afbeelding, als de massa van object 1 2 kg is en de massa van object 2 4 kg is, De vergelijking van de potentiële energie van object 1 en object 2 is...

Bekend:

Massa van object 1 (m₁) = 2 kilogram

Massa van object 2 (m₂) = 4 kilogram

Hoogte 1 (h₁) = 12 meter

Hoogte 2 (h₂) = 9 meter

Gezocht: Cvergelijking van de potentiële energie van object 1 en object 2

oplossing:

PE = mgh

m = massa (de internationale eenheid is kilogram, afgekort kg)

g = versnelling als gevolg van de zwaartekracht (de internationale eenheid is meter per seconde kwadraat, afgekort m/s²)²)

h = hoogte (de internationale eenheid is meter, afgekort m)

PE = zwaartekrachtspotentiële energie (de internationale eenheid is kg m⁻²).²/s² of Joule)

De potentiële zwaartekrachtenergie van object 1:

EP₁ = m₁ gh₁= (2)(g)(12) = 24 g

De potentiële zwaartekrachtenergie van object 2:

EP₂ = m₂ gh₂ = (4)(g)(9) = 36 g

CVergelijking van de potentiële energie van object 1 en object 2:

PE₁ : PE₂

24 g : 36 g

24: 36

12/24 : 12/36

2: 3

[wpdm_package id = '1175 ′]

1. Werkzaamheden verricht door de strijdkrachten, problemen en oplossingen
2. Arbeid-kinetische energie: problemen en oplossingen
3. Problemen en oplossingen met betrekking tot het arbeid-mechanische energieprincipe
4. Problemen en oplossingen met betrekking tot gravitationele potentiële energie
5. De potentiële energie van een elastische veer: problemen en oplossingen
6. Stroomproblemen en -oplossingen
7. Toepassing van het behoud van mechanische energie voor een vrije val.
8. Toepassing van het behoud van mechanische energie voor op- en neerwaartse beweging bij vrije val.
9. Toepassing van het behoud van mechanische energie voor beweging op een gebogen oppervlak.
10. Toepassing van het behoud van mechanische energie voor beweging op een hellend vlak.
11. Toepassing van het behoud van mechanische energie voor projectielbeweging

Lees meer

1. Een doos van 2 kg vertraagt ​​van 10 m/s² tot stilstand. De coëfficiënt van kinetische wrijving is 0.2. Versnelling als gevolg van zwaartekracht is 10 m/s²Wat is de omvang van verplaatsing?

Bekend;

Massa (m) = 2 kg

Initiële snelheid (v)_o) = 10 m/sec

Eindsnelheid (v)_t) = 0 m/sec

De coëfficiënt van kinetische wrijving (μ_k) = 0.2

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

Gewild : De grootte van de verplaatsing (d)

oplossing:

Het arbeid-mechanische energieprincipe :

W_nc = ΔEM

W_nc = ΔEK + ΔEP

W_nc = ½ m (v_t² - v_o²) + mgh

W_nc = zelfstandig gedaan door niet-conservatieve kracht inwerken op het object

ΔEK = de verandering in kinetische energie

ΔEP = de verandering in potentiële energie

m = massa

v = snelheid

g = versnelling als gevolg van de zwaartekracht

h = de verandering in hoogte

De verandering in hoogte h = 0, dus ΔEP = 0

W_nc = ΔEK

Werk verricht door niet-conservatieve krachten:

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)

Het minteken geeft aan dat de richting van de kinetische wrijvingskracht tegengesteld is aan de richting van de verplaatsing.

De verandering in kinetische energie:

ΔEK = ½ m (v_t² - v_o²) = ½ (2)(0 – 10²) = 0 – 100 = -100

De omvang van de verplaatsing:

W_nc = ΔEK

– 4 s = – 100

s = -100/-4

s = 25 meter

2. Een blok glijdt langs een hellend vlak naar beneden. De wrijvingscoëfficiënt is 0.4. De zwaartekrachtversnelling is g = 10 ms^-2Bepaal de eindsnelheid wanneer het blok de grond raakt.

Bekend:

Initiële hoogte (h)_o) = 6 meter

Eindhoogte (h)_t) = 0 meter

Initiële snelheid (v)_o) = 0

De coëfficiënt van kinetische wrijving (μ_k) = 0.4

Versnelling als gevolg van de zwaartekracht (g) = 10 ms^-2

cos θ = 8 / 10

De verticale component van het gewicht = w_y = w cos θ = mg cos θ = m (10)(8/10) = m (10)(4/5) = m (40/5) = 8 m

Normale kracht = N = w_y = 8 m

Kracht van kinetische wrijving = f_k = μ_k N= μ_k w_y = (0.4)(8 m) = 3.2 m

Gewild : Eindsnelheid (v)_t)

oplossing:

Het principe van arbeid en mechanische energie:

W_nc = ΔEM

W_nc = ΔEK + ΔEP

De verandering in kinetische energie:

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

De verandering in potentiële energie:

ΔEP = mg (h_t - h_o) = m (10)(0-6) = m (10)(-6) = – 60 m

Arbeid verricht door wrijvingskracht:

W_nc = – f_k s = – (3.2 m)(10) = – 32 m

Het minteken geeft aan dat de richting van de wrijvingskracht tegengesteld is aan de richting van de verplaatsing.

De eindsnelheid (v)_t):

W_nc = ΔEK + ΔEP

- 32 m = 1/2 mV_t² - 60 m

- 32 m = m (1/2 v_t² - 60)

- 32 = 1/2 v_t² - 60

– 32 + 60 = 1/2 v_t²

28 = 1/2 v_t²

2 (28) = v_t²

56 = v_t²

v_t = √4.14

v_t = 2√14 ms^-1

3. Een blok glijdt langs een ruw hellend vlak naar beneden. De beginsnelheid is 0 m/s en de eindsnelheid is 10 ms^-1Als de wrijvingskracht 2 N is en de zwaartekrachtversnelling g = 10 ms⁻¹^-2Wat is de hoogte (h)?

Bekend:

Massa (m) = 1 kg

Initiële snelheid (v)_o) = 0 (blok rust)

Eindsnelheid (v)_t) = 10 ms^-1

Initiële hoogte (h)_o) = h

Eindhoogte (h)_t) = 0

Kracht van kinetische wrijving (f_k) = 2 N

Versnelling als gevolg van de zwaartekracht (g) = 10 ms^-2

Gewild : Hoogte (h)

oplossing:

Arbeid verricht door de kinetische wrijvingskracht:

W_nc = – f_k s = – (2)(15) = – 30

Het minteken geeft aan dat de richting van de wrijvingskracht tegengesteld is aan de richting van de verplaatsing.

De verandering in kinetische energie:

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

De verandering in potentiële energie:

ΔEP = mg (h_t - h_o) = (1)(10)(0-h) = (10)(-h) = -10 h

Het principe van arbeid en mechanische energie:

W_nc = ΔEK + ΔEP

– 30 = 50 – 10 uur

10 uur = 50 + 30

10 uur = 80

u = 80/10

h = 8 m

4Als een blok langs een ruwweg hellend vlak naar beneden beweegt, dan…
A. De arbeid verricht door de zwaartekracht op het blok is groter dan de verandering in potentiële energie van het blok.
B. De mechanische energie neemt toe
C. De hoeveelheid kinetische energie en de potentiële energie ervan wordt verminderd.
D. De arbeid wordt verricht door de wrijvingskracht, gelijk aan de verandering in kinetische energie van het blok.
Het resultaat

A is fout

De arbeid verricht door de zwaartekracht op het blok is gelijk aan de verandering in de potentiële zwaartekrachtenergie van het blok.

B heeft het mis.

Als de incAls het hellende vlak glad is, blijft de mechanische energie van het blok constant. Bovenaan het hellende vlak, en nog niet in beweging, is de mechanische energie van het blok gelijk aan de potentiële zwaartekrachtenergie. Het blok staat nog stil, dus de kinetische energie is nul. Wanneer het blok langs een hellend vlak naar beneden beweegt, neemt de hoogte af, waardoor ook de potentiële zwaartekrachtenergie afneemt. De potentiële zwaartekrachtenergie neemt af omdat deze wordt omgezet in kinetische energie. Hoewel de potentiële zwaartekrachtenergie wordt omgezet in kinetische energie, blijft de mechanische energie constant.

Als het hellende vlak ruw is, neemt de mechanische energie van het blok af door de negatieve arbeid die wordt verricht door de wrijvingskracht. De wrijvingskracht is een niet-conservatieve kracht. Arbeid verricht door een niet-conservatieve kracht op een object zorgt ervoor dat de mechanische energie van het object afneemt.

C is correct

Het hellende vlak is ruw, waardoor er een wrijvingskracht ontstaat die de beweging van het blok belemmert. Deze wrijvingskracht is een niet-conservatieve kracht. De arbeid-mechanische-energie-stelling stelt dat de arbeid verricht door een niet-conservatieve kracht (bijvoorbeeld wrijvingskracht) gelijk is aan de verandering van de mechanische energie. In dit geval neemt de mechanische energie af.

De mechanische energie van het blok = de potentiële zwaartekrachtenergie + de kinetische energie.

D is fout.

De arbeid verricht door de wrijvingskracht op het blok is gelijk aan de verandering van de mechanische energie van het blok, niet aan de verandering van de kinetische energie van het blok. Het klopt dat de wrijvingskracht de beweging van het blok belemmert, waardoor de snelheid van het blok afneemt en de kinetische energie afneemt. Maar besef dat de kinetische energie van het blok afkomstig is van de potentiële zwaartekrachtenergie. Dus het klopt dat de arbeid verricht door de wrijvingskracht gelijk is aan de verandering in de mechanische energie (de mechanische energie neemt af).

Het juiste antwoord is C.

5Een voorwerp op een ruwe vloer wordt geraakt, beweegt 3 seconden en komt dan tot stilstand. De bekende massa van het voorwerp is 10 gram en de wrijvingskracht tussen het voorwerp en de vloer is 2 kilodyne. Bepaal de arbeid verricht door de wrijvingskracht.

A. 0.18 J

B. -0.18 J

C. 0.36 J

D. -0.36 J

Bekend:

Tijdsinterval (t) = 3 seconden

Eindsnelheid (v)_t) = 0 m/s (object is in rust)

Massa van het object (m) = 10 gram = 10/1000 kg = 1/100 kg = 0.01 kg

Wrijvingskracht (F) = 2 kilodyne = 2 x 10³ Dyne

Gewild : Arbeid (W) wordt verricht door wrijvingskracht

oplossing:

Omrekening van krachteenheden:

1 Newton = 1 x 10⁵ Dyne

1 dyne = 1 / 10⁵ Newton = 1 x 10^-5 Newton = 10^-5 Newton

Wrijvingskracht (F) = 2 x 10³ dyne = 2 x 10³ x 10^-5 Newton = 2 x 10^-2 Newton = 2/100 Newton = 0.02 Newton

Arbeid-mechanische energiestelling Deze stelling stelt dat de arbeid die een niet-conservatieve kracht op een object verricht, gelijk is aan de verandering in de mechanische energie van het object.

Als een object beweegt op een hellend vlak, dan is de mechanische energie (ME) gelijk aan de potentiële zwaartekrachtenergie (PE) plus de kinetische energie (KE). Maar als het object beweegt op een horizontaal vlak, dus zonder hoogteverschil, dan is de mechanische energie gelijk aan de kinetische energie. Op een horizontaal vlak is de potentiële zwaartekrachtenergie nul omdat er geen hoogteverschil is.

De wrijvingskracht is een niet-conservatieve kracht. De wrijvingskracht vermindert doorgaans de snelheid en de kinetische energie van een object. Hieruit kan worden geconcludeerd dat de arbeid verricht door de wrijvingskracht op een object gelijk is aan de afname van de mechanische energie.

Mathematisch gezien:

Arbeid (W) = De verandering van de mechanische energie (ΔEM)

F s = ΔEP + ΔEK

F s = mg Δh + ½ m (v_t² - v_o²)

F s = mg (0) + ½ m (0² - v_o²)

F s = 0 + ½ m (– (v_o²))

Fs = – ½ mv_o² ———— Vergelijking 1

Beschrijving: F = wrijvingskracht, d = verplaatsing, m = massa, v_o = beginsnelheid

Verplaatsing (d) en beginsnelheid (v)_o) nog niet bekend omdat eerst v berekend moet worden_o of d. De arbeid verricht door de wrijvingskracht, berekend met behulp van een van de vergelijkingen na bekende v._o of d.

De verplaatsingsvergelijking (d) bij niet-uniforme lineaire beweging:

v_t² = v_o² + 2 (-a) s

De eindsnelheid (v)_t) = 0 en de versnelling (a) heeft een negatief teken omdat het object wordt afgeremd (de snelheid van het object neemt af).

0 = v_o² – 2 advertenties

v_o² = 2 advertenties

d = v_o² / 2 a ———— Vergelijking 2

Vervang d in vergelijking 2 door d in vergelijking 1:

F d = – ½ mv_o²

F (v_o²/2a) = – ½ mv_o²

(F/2a) v_o² = – ½ mv_o²

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/s²

Vergelijking om de beginsnelheid (v) te berekenen_o) bij niet-uniforme lineaire beweging:

v_t = v_o + bij —–> Eindsnelheid (v_t) = 0, Versnelling (a) = 2 m/s²², tijdsinterval (t) = 3 seconden

0 = v_o + (-2)(3)

0 = v_o - 6

v_o = 6 meter/seconde

Arbeid (W) verricht door de wrijvingskracht:

W = – ½ mv_o² = -1/2 (0.01)(6²) = -1/2 (0.01)(36)

W = -1/2 (0.36)

W = – 0.18 Joule

De arbeid verricht door de wrijvingskracht heeft een negatief teken, wat betekent dat de arbeid de mechanische energie van het object vermindert.

Als d bekend is, kan het werk berekend worden met behulp van de vergelijking van W = F d.

Het juiste antwoord is B.

[wpdm_package id = '1178 ′]

1. Werkzaamheden verricht door de strijdkrachten, problemen en oplossingen
2. Arbeid-kinetische energie: problemen en oplossingen
3. Problemen en oplossingen met betrekking tot het arbeid-mechanische energieprincipe
4. Problemen en oplossingen met betrekking tot gravitationele potentiële energie
5. De potentiële energie van een elastische veer: problemen en oplossingen
6. Stroomproblemen en -oplossingen
7. Toepassing van het behoud van mechanische energie voor een vrije val.
8. Toepassing van het behoud van mechanische energie voor op- en neerwaartse beweging bij vrije val.
9. Toepassing van het behoud van mechanische energie voor beweging op een gebogen oppervlak.
10. Toepassing van het behoud van mechanische energie voor beweging op een hellend vlak.
11. Toepassing van het behoud van mechanische energie voor projectielbeweging

Lees meer

Arbeid-kinetische energie :

1. Een auto van 5000 kg accelereert vanuit stilstand tot 20 m/s. Bepaal de netto versnelling. zelfstandig gedaan aan de auto.

Bekend:

Massa (m) = 5000 kg

Aanvangssnelheid (v_o) = 0 m/s (auto rust)

Eindsnelheid (v_t) = 20 m/sec

gezocht : netto werk

oplossing:

Het arbeid-kinetische energieprincipe :

W_net = ΔEK

W_net = ½ m (v_t² - v_o²)

W_net = netto werk

ΔEK = de verandering in kinetische energie

m = massa (kg),

v_t = eindsnelheid (Mevr),

v_o = beginsnelheid (Mevrouw).

Netwerk:

W_net = ½ m (v_t² - v_o²)

W_net = ½ (5000)(20² - 0²)

W_net = (2500)(400 – 0)

W_net = (2500)(400)

W_net = 1000,000 Joule

2. Een voorwerp van 10 kg wordt versneld van 5 m/s² naar 10 m/s². Bepaal de netto arbeid die op het voorwerp wordt verricht!

Bekend:

Massa (m) = 10 kg

Aanvangssnelheid (v_o) = 5 m/sec

Eindsnelheid (v_t) = 10 m/sec

gezocht : netto werk

oplossing:

Netwerk:

W_net = ΔEK

W_net = ½ m (v_t² - v_o²)

W_net = ½ (10)(10² - 5²)

W_net = (5)(100 – 25)

W_net = (5)(75)

W_net = 375 Joule

3. Een auto van 2000 kg remt af van 10 m/s² tot 5 m/s². Wat is de arbeid die op de auto wordt verricht?

Bekend:

Auto's mass (m) = 2000 kg

Aanvangssnelheid (v_o) = 10 m/sec

Eindsnelheid (v_t) = 5 m/sec

Gezocht: netto werk

oplossing:

Netwerk:

W_net = ΔEK

W_net = ½ m (v_t² - v_o²)

W_net = ½ (2000)(5² - 10²)

W_net = (1000)(25 – 100)

W_net = (1000)(-75)

W_net = -75,000 Joule

Het minteken geeft aan dat de richting van de verplaatsing tegengesteld is aan de richting van de nettokracht.

4. Een constante kracht van 60 N wordt gedurende 12 seconden uitgeoefend op een object van 10 kg. De beginsnelheid van het object is 6 m/s en de bewegingsrichting van het object is gelijk aan de richting van de kracht.

(1) De arbeid die op het object wordt verricht, bedraagt ​​30,240 joule.

(2) De uiteindelijke kinetische energie bedraagt ​​30,240 joule

(3) Power is 2,520 Watt

(4) De toename van de kinetische energie van het object is 180 joule.

De correcte beweringen zijn…

Bekend:

Kracht (F) = 60 N

Tijdsinterval (t) = 12 seconden

Massa van het object (m) = 10 kg

Initiële snelheid (v)_o) = 6 m/sec

Gewild : De correcte beweringen

oplossing:

Versnelling van het object:

∑F = ma

60 = 10 a

a = 60 / 10 = 6 m/s²

De eindsnelheid:

v_t = v_o + bij

v_t = 6 + (6)(12)

v_t = 6 + 72

v_t = 78 m/s

De afstand reisde in 12 seconden:

s = v_o t + 1/2 at²

s = (6)(12) + 1/2 (6)(12)²

s = 72 + (3)(144)

s = 72 + 432

s = 504 meter

(1) Arbeid verricht door kracht

W = F s = (60)(504) = 30,240 Joule

(2) De uiteindelijke kinetische energie

KE = 1/2 mv_t² = 1/2 (10)(78)² = (5)(6084) = 30,420 Joule

(3) Vermogen

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

(4) De toename van de kinetische energie

ΔKE = 1/2 mv_t² – 1/2 mv_o² = 1/2 m (v_t² - v_o²) = 1/2 (10)(78² - 6²) = 5 (6084 –36) = 5 (6048)

ΔKE = 30,240 Joule

5. Het grootste werk wordt gedaan door objectnummer…

oplossing:

Netto arbeid = verandering van kinetische energie

W_net = ½ m (v_t² - v_o²)

Het grotere werk:

W₁ = ½ (8)(4² - 2²) = (4)(16 – 4) = (4)(12) = 48 Joule

W₂ = ½ (8)(5² -3²) = (4)(25 – 9) = (4)(16) = 64 Joule

W₃ = ½ (10)(6² - 5²) = (5)(36 – 25) = (5)(11) = 55 Joule

W₄ = ½ (10)(4² - 0²) = (5)(16 – 0) = (5)(16) = 80 Joule

W₅ = ½ (20)(3² - 3²) = (10)(9 – 9) = (10)(0) = 0 Joule

6. Een auto van 4000 kg rijdt met een snelheid van 25 m/s in een rechte lijn. De auto wordt afgeremd zodat de eindsnelheid 15 m/s is. Wat is de arbeid die op de auto wordt verricht?

Bekend:

Massa (m) = 4000 kg

De beginsnelheid (v)_o) = 25 m/sec

De eindsnelheid (v)_t) = 15 m/sec

gezocht : Werkzaamheden aan de auto

oplossing:

W_net = ½ m (v_t² - v_o²) = ½(4000)(15²-25²) = (2000)(225-625) = (2000)(-400) = -800,000 Joule = -800 kJ

7. Een voorwerp van 0.1 kg wordt horizontaal met een snelheid van 6 m/s vanaf een hoogte van 5 meter geworpen. Als de versnelling van de zwaartekracht is 10 m/s²Wat is dan de kinetische energie van de bal op een hoogte van 2 meter?

Bekend:

Massa (m) = 0.1 kg

Het hoogteverschil (h) = 5 m – 2 m = 3 meter

Versnelling als gevolg van de zwaartekracht (g) = 10 m/s²²

Gewild : De kinetische energie op een hoogte van 2 meter.

oplossing:

De beweging van een projectiel kan worden begrepen door de horizontale en verticale componenten van de beweging afzonderlijk te analyseren. Beweging in horizontale richting wordt geanalyseerd als de beweging met constante snelheid en beweging in verticale richting geanalyseerd als Vrije val of verticale beweging.

De eerste mechanische energie = de zwaartekracht potentiële energie.

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

De finale mechanische energie = de kinetische energie.

KE = 3 Joule.

8. Een auto van 1000 kg accelereert vanuit stilstand en beweegt met een snelheid van 5 m/s. Wat is de arbeid die de auto verricht?

Bekend:

Massa (m) = 1000 kg

Initiële snelheid (v)_o) = 0

Eindsnelheid (v)_t) = 5 m/sec

Gewild : Werk (W) verricht door auto

oplossing:

W_net = ½ m (v_t² - v_o²)

Werkzaamheden uitgevoerd met de auto:

W_net = ½ (1000)(5² - 0²) = (500)(25 – 0) = (500)(25) = 12,500 Joule

9. Een bal van 500 gram wordt vanaf het aardoppervlak verticaal omhoog geworpen met een beginsnelheid van 10 m/s.²De versnelling als gevolg van de zwaartekracht is 10 ms.^-2Wat is de arbeid verricht door de zwaartekracht wanneer de bal de maximale hoogte bereikt?

Bekend :

Massa van de bal (m) = 500 gram = 0.5 kg

Initiële snelheid (v)_o) = 10 m/sec²

Eindsnelheid (v)_t) = 0 (snelheid op het hoogste punt)

Versnelling als gevolg van de zwaartekracht (g) = 10 m/s²²

Gewild : Arbeid (W) verricht door gewicht

oplossing:

De netto arbeid verricht door de netto kracht op een object is gelijk aan de verandering in de kinetische energie.

W_net = ΔEK = EK_t – EK_o

Wnet = ½ mv_t² – ½ mv_o² = ½ m (v_t² - v_o²)

KE_t = de uiteindelijke kinetische energie, KE_o = de initiële kinetische energie, m = massa van het object, v_t = de eindsnelheid van het object, v_o = beginsnelheid van het object.

Netwerk:

W_net = ½ m (v_t² - v_o²) = ½ (0.5)(0² - 10²)

W_net = (0.25)(-100) = -25 Joule

Het minteken geeft aan dat de verplaatsingsrichting tegengesteld is aan het gewicht van de bal. De bal beweegt rechtop en het gewicht werkt naar beneden.

10. Een object van 1 kg valt vrij met een hoogteverschil van 2.5 meter. De zwaartekrachtversnelling is 10 m/s.^-2Welke arbeid wordt er op het object verricht?

Bekend:

Massa van de bal (m) = 1 kg

Initiële snelheid (v)_o) = 0 m/sec

Hoogte (h) = 2.5 meter

Versnelling als gevolg van de zwaartekracht (g) = 10 m/s²²

Gewild : Netwerk tijdens verplaatsing

oplossing:

Eindsnelheid van de bal (v_t)

Berekend met behulp van de vergelijking voor vrije val. Bekend: Versnelling als gevolg van de zwaartekracht (g) = 10 m/s²²De verandering in hoogte van de bal (h) = 2.5 meter. Gewild : Eindsnelheid.

v_t² = 2 gh = 2(10)(2.5) = 2(25)

v_t = √2(25)

v_t = 5√2

Netto arbeid = de verandering in kinetische energie

W_net = ΔEK = ½ m (v_t² - v_o²) = ½ (1){(5√2)² - 0²}

W_net = ½ (25)(2) = 25 Joule

11. Een object van 2 kg beweegt met een snelheid van 72 km/uur. Na 400 meter te hebben afgelegd, is de eindsnelheid van het object 144 km/uur. De versnelling als gevolg van de zwaartekracht is 10 m/s.^-2Zoek het netwerk.

Bekend:

Massa van het object (m) = 2 kg

Initiële snelheid (v)_o) = 72 km/h = 20 m/s

Eindsnelheid (v)_t) = 144 km/h = 40 m/s

Afstand (s) = 400 meter

Versnelling als gevolg van de zwaartekracht (g) = 10 m/s²²

Gewild : Het netwerk

oplossing:

De netto arbeid = veranderingen in de kinetische energie

W_net = ΔEK = ½ m (v_t² - v_o²) = ½ (2)(40² - 20²}

W_net = ½ (2)(1600 – 400) = 1200 Joule

12. Een object van 2 kg legt een afstand af in 2 ms.^-1De arbeid die op het object wordt verricht is 21 joule. Wat is de eindsnelheid van het object?

Bekend:

Massa (m) = 2 kg

Initiële snelheid (v)_o) = 2 m/sec

Arbeid (W) = 21 Joule

Gewild : eindsnelheid (v)_t)

oplossing:

W_net= ΔEK

W_net= 1/2 mv_t² -1/2 mv_o²

W_net = 1/2 m (v_t² - v_o²)

21 = 1/2 (2) (v_t² - 2²)

21 = (v_t² - 2²)

21 = v_t² - 4

v_t² = 21 + 4 = 25

v_t = √25

v_t = 5 m/s

13Een constante kracht van 8 N werkt in op een object met een massa van 16 kg. Als het object aanvankelijk in rust is, bepaal dan de snelheid van het object nadat de kracht er 4 seconden op heeft ingewerkt.

Bekend:

Constante kracht (F) = 8 Newton

Massa van het object (m) = 16 kg

Initiële snelheid van het object (v)_o) = 0 m/sec

Tijdsinterval waarin de kracht op het object inwerkt (t) = 4 seconden

Gewild : De eindsnelheid (v)_t)

oplossing:

Arbeid = De verandering in de kinetische energie

W = KE eind – KE begin

W = ½ mv_t² – ½ mv_o²

W = ½ mv_t² - 0

W = ½ mv_t² — Vergelijking 1

Arbeid = Kracht x Verplaatsing

W = F d

W = 8 dagen

Gebruik de onderstaande vergelijking voor niet-uniforme lineaire beweging om de verplaatsing (d) te berekenen:

d = v_o t + ½ at²

d = verplaatsing, v_o = beginsnelheid, t = tijdsinterval, a = versnelling

d = 0 + ½ at² = ½ bij² —-> a = (v_t - v_o) / t = v_t / T

d = ½ (v_t / t) t²

^d = ½ (v_t) t

Verander de verplaatsing (d) in de vergelijking van de arbeid met de verplaatsing (d) in deze vergelijking:

W = 8 dagen

W = 8(1/2)(v_t)(T)

W = (4)(v_t)(t) — vergelijking 2

Vergelijking 1 = Vergelijking 2

W = W

½ mv_t² = (4)(v_t)(T)

½ mv_t = (4)(t)

½ (16)(v_t) = 4(4)

8 v_t = 16

v_t = 16 / 8

v_t = 2 meter/seconde

14Om de snelheid van een object te verhogen tot tweemaal de beginsnelheid, bepaal de benodigde arbeid.

Bekend:

Massa van het object (m) = 1 kg

Beginsnelheid (v)_o) = 1 m/sec

Eindsnelheid (v)_t) = 2 x beginsnelheid = 2 x 1 = 2 m/s

Gewild : werken

oplossing:

De initiële kinetische energie:

KE initieel = ½ mv_o² = ½ (1)(1)² = ½ (1)(1) = ½ (1) = 0.5

De uiteindelijke kinetische energie wanneer de snelheid van het object tweemaal de beginsnelheid bereikt:

Eindkinetische energie = ½ mv_t² = ½ (1)(2)² = ½ (4) = 2

Stelling van arbeid-kinetische energie:

Arbeid = De verandering in kinetische energie

Arbeid = Eindkinetische energie – beginkinetische energie

Arbeid = 2 – 0.5

Arbeid = 1.5

De initiële kinetische energie = 0.5

Arbeid = 3 x 0.5 = 1.5

De benodigde arbeid bedraagt ​​3 keer de oorspronkelijke kinetische energie.

15Een auto met een massa van 1500 kg beweegt met een snelheid van 36 km/uur over een rechte, vlakke, horizontale weg. De auto accelereert tot 72 km/uur. Bepaal de arbeid die nodig is om de auto te versnellen.

Bekend:

Massa van de auto (m) = 1500 kg

Beginsnelheid van de auto (v)_o) = 36 km/uur = 36,000 meter / 3600 seconden = 10 meter/seconde

Eindsnelheid van de auto (v)_t) = 72 km/uur = 72,000 meter / 3600 seconden = 20 meter/seconde

Gewild : Werkzaamheden nodig om de auto te versnellen

oplossing:

Stelling van arbeid-kinetische energie:

W = EK eind – EK begin

W = ½ mv_t² – ½ mv_o² = ½ m (v_t² –V_o²)

W = ½ (1500)(20² - 10²)

W = ½ (1500)(400 – 100)

W = ½ (1500)(300)

W = (1500)(150)

W = 225,000 Joule

16Een object met een massa van 2 kg beweegt aanvankelijk met een snelheid van 72 km/uur.^-1Na een afstand van 400 meter over een horizontale, rechte weg te hebben afgelegd, bedraagt ​​de snelheid van het object 144 km/uur.^-1Bepaal de totale arbeid die op het object is verricht.

Bekend:

Massa van het object (m) = 2 kg

Beginsnelheid (v)_o) = 72 km/uur = 72,000 meter / 3600 seconden = 20 m/s

Eindsnelheid (v)_t) = 144 km/uur = 144,000 meter / 3600 seconden = 40 m/s

Verplaatsing van het object = 400 meter

Gewild : Netwerk op het object

oplossing:

De arbeid-kinetische-energie-stelling stelt dat de netto arbeid die op een object wordt verricht gelijk is aan de verandering van de kinetische energie van dat object.

W netto = TO eind – TO begin

W net = ½ mv_t² – ½ mv_o²

W net = ½ m (v_t² - v_o²)

W net = ½ (2)(40² - 20²)

W net = 1600 – 400

Wnet = 1200 Joule

Beschrijving:

W = Arbeid, KE = kinetische energie

Kinetische energie

17. Een kogel van 10 gram beweegt met een constante snelheid van 100 m/s. Wat is de kinetische energie van de kogel?

Bekend:

Massa van de kogel (m) = 10 gram = 10/1000 kilogram = 1/100 kilogram = 0.01 kilogram

De snelheid van de kogel (v) = 100 meter/seconde

Gezocht: Kinetische energie

oplossing:

KE = 1/2 mv²

KE = 1/2 (0,01 kg)(100 m/s)²

KE = 1/2 (0,01 kg)(10.000 m)²/s²)

KE = (0,01 kg)(5000 m)²/s²)

KE = 50 kg m²/s²

KE = 50 Joule

[wpdm_package id = '1191 ′]

1. Werkzaamheden verricht door de strijdkrachten, problemen en oplossingen
2. Arbeid-kinetische energie: problemen en oplossingen
3. Problemen en oplossingen met betrekking tot het arbeid-mechanische energieprincipe
4. Problemen en oplossingen met betrekking tot gravitationele potentiële energie
5. Potentiële energie van een elastische veer: problemen en oplossingen
6. Stroomproblemen en -oplossingen
7. Toepassing van het behoud van mechanische energie voor een vrije val.
8. Toepassing van het behoud van mechanische energie voor op- en neerwaartse beweging bij vrije val.
9. Toepassing van het behoud van mechanische energie voor beweging op een gebogen oppervlak.
10. Toepassing van het behoud van mechanische energie voor beweging op een hellend vlak.
11. Toepassing van het behoud van mechanische energie voor projectielbeweging

Lees meer

1. Iemand trekt een blok 2 m over een horizontaal oppervlak met een constante kracht F = 20 N. Bepaal de werk verricht door dwang F acteert op het blok.

Bekend:

Kracht (F) = 20 N

Verplaatsing (s) = 2 m

Hoek (θ)) = 0

gezocht : Werk (W)

oplossing:

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

2. Een kracht F = 10 N werkt op een doos op 1 m afstand langs een horizontaal oppervlak. De kracht werkt onder een hoek van 30°.^o De hoek is weergegeven in de onderstaande figuur. Bepaal de arbeid verricht door kracht F!

Bekend :

Kracht (F) = 10 N

De horizontale kracht (F)_x) = F cos 30^o = (10)(0.5√3) = 5√3 N

Verplaatsing (d) = 1 meter

gezocht : Werk (W) ?

Het resultaat :

W = F_x d = (5√3)(1) = 5√3 Joule

3. Een lichaam valt vrij vanuit rust, vanaf een hoogte van 2 m. Als versnelling als gevolg van zwaartekracht is 10 m/s², bepaal het werk dat is verricht door de zwaartekracht!

Bekend:

Object's massa (m) = 1 kg

Hoogte (h) = 2 m

Versnelling als gevolg van de zwaartekracht (g) = 10 m/s²²

Gewild : Arbeid verricht door de zwaartekracht (W)

oplossing:

W = F d = wh = mgh

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

W = arbeid, F = kracht, d = afstand, w = gewichth = hoogte, m = massa, g = zwaartekrachtversnelling.

4. Een voorwerp van 1 kg is aan een veer bevestigd, waardoor het 2 cm wordt uitgerekt. Als de zwaartekrachtversnelling 10 m/s² is...²Bepaal (a) de veerconstante en (b) de arbeid verricht door de veerkracht op het object.

Bekend:

Massa (m) = 1 kg

Versnelling als gevolg van de zwaartekracht (g) = 10 m/s²²

Verlenging (x) = 2 cm = 0.02 m

Gewicht (w) = mg = (1 kg)(10 m/s)²) = 10 kg m/s² = 10 N

Gewild : Veerconstante en arbeid verricht door veerkracht

oplossing:

(a) Veerconstante

Formule van de wet van Hooke :

F = k x.

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

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

k = 500 N/m

(b) arbeid verricht door veerkracht

W = – ½ kx²

W = – ½ (500)(0.02)²

W = – (250)(0.0004)

W = -0.1 Joule

Het minteken geeft aan dat de richting van de veerkracht tegengesteld is aan de richting van de verplaatsing van het object.

5. Een kracht F = 10 N versnelt een doos over een afstand van 2 m. De vloer is ruw en oefent een wrijvingskracht F_k = 2 N. Bepaal de netto arbeid die op de doos is verricht.

Bekend:

Kracht (F) = 10 N

Kracht van kinetische wrijving (F)_k) = 2 N

Verplaatsing (d) = 2 m

Gewild : Netwerk (W)_net)

oplossing:

Arbeid verricht door kracht F:

W₁ = F d cos 0 = (10)(2)(1) = 20 Joule

Arbeid verricht door de kinetische wrijvingskracht (F)_k):

W₂ =F_k d = (2)(2)(cos 180) = (2)(2)(-1) = -4 Joule

Netwerk:

W_net =W₁ - W₂

W_net = 20 - 4

W_net = 16 Joule

6Wat is de arbeid die kracht F op het blok verricht?

Bekend:

Kracht (F) = 12 Newton

Verplaatsing (d) = 4 meter

Gezocht: Werk (V)

oplossing:

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

7Een blok wordt voortgeduwd door een kracht van 200 N. De verplaatsing van het blok is 2 meter. Wat is de arbeid die op het blok wordt verricht?

Bekend:

Kracht (F) = 200 Newton

Verplaatsing (d) = 2 meter

Gezocht: Werk (V)

oplossing:

Werk :

W = Fs

W = (200 Newton)(2 meter)

W = 400 N m

W = 400 Joule

8. De bestuurder van de personenauto wil zijn auto precies 0.5 m voor de vrachtwagen parkeren, die zich op 10 m afstand van de personenauto bevindt. Welke arbeid moet de bestuurder van de personenauto verrichten?

Bekend:

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

Kracht (F) = 50 Newton

Gewild : Werk (V)

oplossing:

W = Fs

W = (50 Newton)(9.5 meter)

W = 475 N m

W = 475 Joule

9.

Het werk dat Tom en Jerry verrichten om de auto 4 meter te laten rijden. De krachten die Tom en Jerry uitoefenen zijn respectievelijk 50 N en 70 N.

Bekend:

Verplaatsing (s) = 4 meter

Nettokracht (F) = 50 Newton + 70 Newton = 120 Newton

Gezocht: Werk (V)

oplossing:

W = F s = (120 Newton)(4 meter) = 480 N m = 480 Joule

10Een bestuurder trekt een auto voort, waardoor de auto 1000 cm ver beweegt. Wat is de arbeid die op de auto wordt verricht?

Bekend:

Kracht (F) = 250 Newton

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

Gewild : Werk (V)

oplossing:

W = F s = (250 Newton)(10 meter) = 2500 N m = 2500 Joule

11. Gebaseerd op onderstaande figuur, als de arbeid verricht door de nettokracht 375 Joule, Bepaal de verplaatsing van het object.

Bekend:

werken (W) = 375 Joule

Netto kracht (ΣF) = 40 N + 10 N – 25 N = 25 Newton (naar rechts)

Gewild : Verplaatsing (d)

oplossing:

De arbeidsvergelijking:

W = Fs

Verplaatsing van het object:

d = W / F = 375 Joule / 25 Newton

d = 15 meters

12. De onderstaande activiteiten which doe niet zelfstandig is ...

A. Duw een voorwerp tot 10 meter ver.

B. Duw een auto totdat hij beweegt.

C. Duw tegen een muur

D. heeft een doos gepakt

oplossing:

De arbeidsvergelijking:

W = ΣF s

W= zelfstandig, F = dwingen, d = verplaatsing

BGebaseerd op de bovenstaande formule, wordt er arbeid verricht door een kracht en is er sprake van verplaatsing.

Het juiste antwoord is C.

13Andrew duwt een voorwerp met een kracht van 20 N, waardoor het voorwerp een cirkelbeweging met een straal van 7 meter maakt. Bepaal de arbeid die Andrew verricht gedurende twee keer de beweging. cirkelvormige beweging.

A. 0 Joule

B. 1400 Joule

C. 1540 Joule

D. 1760 Joule

oplossing:

Als de persoon duwt rolstoel Na twee cirkelvormige bewegingen keren de persoon en de rolstoel terug naar hun oorspronkelijke positie, waardoor de verplaatsing van de persoon nul is.

Verplaatsing = 0, dus arbeid = 0.

Het juiste antwoord is A.

14Iemand duwt een voorwerp met een kracht van 350 N over de vloer. De vloer oefent een wrijvingskracht van 70 N uit. Bepaal de arbeid die verricht wordt om het voorwerp 6 meter te verplaatsen.

A. 45 J

B. 72 J

C. 1680 J

D. 2580 J

Bekend:

De duwkracht (F) = 350 Newton

Wrijvingskracht (F)_Fric) = 70 Newton

Verplaatsing van object(en) = 6 meter

Gezocht: Werk (V)

oplossing:

Er werken twee krachten op het object: de duwkracht (F) en de wrijvingskracht (F)._FricDe duwkracht heeft dezelfde richting als de verplaatsing van het object, omdat de duwkracht positieve arbeid verricht. De wrijvingskracht daarentegen heeft een tegengestelde richting ten opzichte van de verplaatsing van het object, waardoor de wrijvingskracht negatieve arbeid verricht.

Arbeid verricht door duwkracht:

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

Arbeid verricht door wrijvingskracht:

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

Het netwerk:

Wnet = 2100 Joule – 420 Joule

Wnet = 1680 Joule

Het juiste antwoord is C.

15Een voorwerp wordt door een horizontale kracht van 14 Newton over een ruwe vloer met een wrijvingskracht van 10 Newton voortgeduwd. Bepaal de netto arbeid die nodig is om het voorwerp over een afstand van 8 meter te verplaatsen.

A. 0.5 Joule

B. 3 Joule

C. 32 Joule

D. 192 Joule

Bekend:

Duwkracht (F) = 14 Newton

Wrijvingskracht (F)_Fric) = 10 Newton

Verplaatsing van het object (d) = 8 meter

Gezocht: Werk (V)

oplossing:

Er zijn twee krachten die op een object inwerken: duwkracht (F) en wrijvingskracht (F)._Fric).

De duwkracht heeft dezelfde richting als de verplaatsing van het object, waardoor de duwkracht positieve arbeid verricht. De wrijvingskracht daarentegen heeft de tegenovergestelde richting van de verplaatsing van het object, waardoor de wrijvingskracht negatieve arbeid verricht.

Arbeid verricht door duwkracht:

W = F s = (14 Newton)(8 meter) = 112 Newtonmeter = 112 Joule

Arbeid verricht door wrijvingskracht:

W = – (F_Fric)(s) = – (10 Newton)(8 meter) = – 80 Newtonmeter = – 80 Joule

Het netwerk:

Wnet = 112 Joule – 80 Joule

Wnet = 32 Joule

Het juiste antwoord is C.

16Bepaal de netto arbeid aan de hand van onderstaande afbeelding.

A. 360 Joule

B. 450 Joule

C. 600 Joule

D. 750 Joule

oplossing:

Arbeid = Kracht (F) x verplaatsing (d)

Arbeid = Oppervlakte van driehoek 1 + oppervlakte van rechthoek + oppervlakte van driehoek 2

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

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

Arbeid = (20)(3) + 240 + (20)(3)

Arbeid = 60 + 240 + 60

Arbeid = 360 Joule

Het juiste antwoord is A.

17. Een stuk hout met een lengte van 60 cm wordt verticaal in de grond gestoken. Met een hamer van 10 kg wordt vanaf een hoogte van 40 cm boven de bovenkant van het hout geslagen. Als de gemiddelde weerstandskracht van de grond 2 x 10⁻⁶ is...³ N en de zwaartekrachtversnelling is 10 m/s².²Dan zal het hout na de klappen volledig in de grond zakken.

Een 4

B. 16

C. 28

D. 30

Bekend:

Massa van de hamer (m) = 10 kg

Versnelling als gevolg van de zwaartekracht (g) = 10 m/s²

Gewicht van de hamer (w) = mg = (10)(10) = 100 kg m/s²

Verplaatsing van de hamer voordat hij het hout raakt (d) = 40 cm = 0.4 meter

De weerstand van hout (F) = 2 x 10³ N = 2000 N

Lengte van het hout (s) = 60 cm = 0.6 meter

Gewild : THet hout zal volledig in de grond zakken na... slagen.

oplossing:

De arbeid die op de hamer wordt verricht wanneer de hamer een afstand van 0.4 meter aflegt, is:

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

Arbeid verricht door de weerstandskracht van de grond:

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

THet hout zal volledig in de grond zakken na... slagen.

1200 Joule / 40 Joule = 30

Het juiste antwoord is D.

[wpdm_package id = '1192 ′]

1. Werkzaamheden verricht door de strijdkrachten, problemen en oplossingen
2. Arbeid-kinetische energie: problemen en oplossingen
3. Problemen en oplossingen met betrekking tot het arbeid-mechanische energieprincipe
4. Problemen en oplossingen met betrekking tot gravitationele potentiële energie
5. De potentiële energie van een elastische veer: problemen en oplossingen
6. Stroomproblemen en -oplossingen
7. Toepassing van het behoud van mechanische energie voor een vrije val.
8. Toepassing van het behoud van mechanische energie voor op- en neerwaartse beweging bij vrije val.
9. Toepassing van het behoud van mechanische energie voor beweging op een gebogen oppervlak.
10. Toepassing van het behoud van mechanische energie voor beweging op een hellend vlak.
11. Toepassing van het behoud van mechanische energie voor projectielbeweging

Lees meer

1. De aarde afstand van de zon is 149.6 x 10⁶ De afstand tussen de aarde en de aarde bedraagt ​​1 km en de omwentelingsperiode van de aarde is 1 jaar. Bereken T.² / r³

Bekend:

T = 1 jaar, r = 149.6 x 10⁶ km

gezocht : T² / r³ = … ?

Het resultaat :

k = T² / r³ = 1² / (149.6 x 10⁶)³ = 1 / (3348071.9 x 10¹⁸) = 2.98 x 10^-25 jaar²/ km³

2. Universele constante (G) = 6.67 x 10^-11 nm²/kg² en Sun's 1.99 x 10³⁰ kg.

3. De gemiddelde afstand van de aarde tot de zon is 149.6 x 10⁶.⁶ km en de gemiddelde afstand van Mercurius tot de zon is 57.9 x 10⁶ De omlooptijd van de aarde is 1 jaar. Wat is de omlooptijd van Mercurius?

Bekend:

r van de aarde = 149.6 x 10⁶ km

r van kwik = 57.9 x 10⁶ km

T van de aarde = 1 jaar

Gezocht: T van kwik?

oplossing:

[wpdm_package id = '953 ′]

1. Problemen en oplossingen met betrekking tot de wet van de universele zwaartekracht van Newton
2. Zwaartekracht, gewichtsproblemen en oplossingen
3. Versnelling als gevolg van zwaartekracht: problemen en oplossingen
4. Problemen en oplossingen met betrekking tot geostationaire satellieten
5. De wet van Kepler: problemen en oplossingen

Lees meer

1. Wat is de hoogte van een geostationaire satelliet boven het aardoppervlak?

G = universele constante = 6.67 x 10^-11 Nm²/kg²

M = Aarde massa = 5.97 x 10²⁴ kg

T = 24 uur = 24 (3600 seconden) = 86,400 seconden = 8.64 x 10⁴ seconden

Het resultaat

De hoogte van de satelliet boven het aardoppervlak = 4.22 x 10⁷ m = 4.22 x 10⁴ km = 42,200 km

De hoogte van de satelliet boven het aardoppervlak = 6.38 x 10⁶ m = 6.38 x 10³ km = 6380 km

De hoogte van de satelliet boven het aardoppervlak. = satelliet afstand vanaf het middelpunt van de aarde – de straal van de aarde

De hoogte van de satelliet boven het aardoppervlak. = 42,200 km – 6380 km

De hoogte van de satelliet boven het aardoppervlak. = 35,820 km

2. Wat is de snelheid van een geostationaire satelliet?

Universele constante (G) = 6.67 x 10^-11 Nm²/kg²

De massa van de aarde (m_E) = 5.97 x 10²⁴ kg

De afstand tussen de satelliet en het middelpunt van de aarde (r) = 4.22 x 10⁷ m

Het resultaat

of gebruik deze vergelijking

[wpdm_package id = '949 ′]

1. Problemen en oplossingen met betrekking tot de wet van de universele zwaartekracht van Newton
2. Zwaartekracht, gewichtsproblemen en oplossingen
3. Versnelling als gevolg van zwaartekracht: problemen en oplossingen
4. Problemen en oplossingen met betrekking tot geostationaire satellieten
5. De wet van Kepler: problemen en oplossingen

Lees meer

1. De afstand tussen Een persoon van 40 kg en een persoon van 30 kg bevinden zich op 2 meter afstand van elkaar. Wat is de grootte van de afstand tussen hen? zwaartekracht elk oefent invloed uit op de ander. Universele constante = 6.67 X 10^-11 Nm² / kg²

Bekend:

m₁ = 40 kg, m₂ = 30 kg, r = 2 m, G = 6.67 x 10^-11 Nm² / kg²

Gewild : de grootte van de zwaartekracht (F) ?

oplossing:

2. De afstand tussen de aarde en de maan (r) is 3.84 x 10⁻⁶⁸ m. Hoe groot is de zwaartekracht die ze op elkaar uitoefenen?

Bekend:

aarde massa (m_E) = 5.97 x 10²⁴ kg

Massa van de maan (m_M) = 7.35 x 10²² kg

De afstand tussen het middelpunt van de aarde en het middelpunt van de maan. (r) = 3.84 x 10⁸ m

Universele constante (G) = 6.67 x 10^-11 Nm² / kg²

Gezocht: De grootte van de zwaartekracht (F)

oplossing:

3. Wat is de afstand tot de aarde? Is de grootte van de zwaartekracht van de aarde en de maan nul?

Bekend:

Massa van de aarde = 5.97 x 10²⁴ kg

Massa van de maan = 7.35 x 10²² kg

De afstand tussen het middelpunt van de aarde en het middelpunt van de maan. (r) = 3.84 x 10⁸ m.

Universele constante (G) = 6.67 x 10^-11 Nm² / kg²

Gezocht: afstand tot de aarde

oplossing:

De netto zwaartekracht is nul.

Gebruik de kwadratische formule:

A = – 6.35

B = – 7.68 X 10⁸

C = 87.76 x 10^-14

 

[wpdm_package id = '955 ′]

1. Problemen en oplossingen met betrekking tot de wet van de universele zwaartekracht van Newton
2. Zwaartekracht, gewichtsproblemen en oplossingen
3. Versnelling als gevolg van zwaartekracht: problemen en oplossingen
4. Problemen en oplossingen met betrekking tot geostationaire satellieten
5. De wet van Kepler: problemen en oplossingen

 

Lees meer