Anvendelse av bevaring av mekanisk energi for vertikal bevegelse i fritt fall – problemer og løsninger

1. A person throws a 1-kg stone upward at 2 m/s while standing on the edge of a cliff so that the stone can fall to the base of the cliff 40 meters below. What is the kinetisk energi of stone at 10 meters above the ground? Akselerasjon på grunn av tyngdekraften g = 10 m/s².

Kjent:

Mass (m) = 1 kg

Starthastighet (v_o) = 2 m/s

The change in height = 40 – 10 = 30 meters

Tyngdeakselerasjon (g) = 10 m/s²

Ønskes: kinetic energy of stone at 10 meters above the ground

løsning:

Den innledende mekaniske energien

The initial gravitational potential energy (EP) = m g h = (1)(10)(30) = 300 Joule

The initial kinetic energy (KE) = ½ m v_o² = ½ (1)(2)² = ½ (4) = 2 Joule

Den opprinnelige mekanisk energi = the initial gravitasjonspotensiell energi + the initial kinetic energy = 300 + 2 = 302 Joule.

Den endelige mekaniske energien

The final mechanical energy = the final kinetic energy = the initial gravitational potential energy + the initial kinetic energy = 300 + 2 = 302 Joule.

2. A person throws a 1-kg object upward into the air with an initial velocity of 10 m/s. Determine (a) the gravitational potential energy at the maximum height (b) the maximum height.

Acceleration due to gravity is 10 m/s²

Kjent:

Masse (m²) = 1 kg

Starthastighet (v_o) = 10 m/s

Tyngdeakselerasjon (g) = 10 m/s²

Ønsket : the gravitational potential energy at the maximum height and the maximum height

løsning:

(a) the gravitational potential energy at the maximum height

The initial mechanical energy :

The initial mechanical energy (ME) = the initial kinetic energy (KE) = ½ m v_o² = ½ (1)(10)² = ½ (100) = 50 Joule.

The final mechanical energy :

The final mechanical energy (ME) = the gravitational potential energy (PE)

Prinsippet om bevaring av mekanisk energi:

Den initiale mekaniske energien = den endelige mekaniske energien

KE = PE

50 = PE

The gravitational potential energy is 50 Joule.

(b) The maximum height

PE = m g h

50 = (1)(10) h

50 = 10 timer

h = 50 / 10 = 5 meters

The maximum height is 5 meters above the ground.

[wpdm_package id='1174′]

1. Arbeid utført med kraftproblemer og løsninger
2. Arbeidskinetiske energiproblemer og løsninger
3. Problemer og løsninger med prinsipper for arbeid og mekanisk energi
4. Problemer med potensiell energi knyttet til gravitasjon og løsninger
5. Problemer og løsninger på potensiell energi til elastiske fjærer
6. Strømproblemer og løsninger
7. Anvendelse av bevaring av mekanisk energi for fritt fall
8. Anvendelse av bevaring av mekanisk energi for opp- og nedbevegelse i fritt fall
9. Application of conservation of mechanical energy for motion on the curved surface
10. Anvendelse av bevaring av mekanisk energi for bevegelse på et skråplan
11. Anvendelse av bevaring av mekanisk energi for prosjektilbevegelse