8 przykładów energii potencjalnej i energii kinetycznej
1. Spójrz na zdjęcie poniżej!
Obiekt A ma masę 1.500 gramów i znajduje się w położeniu pokazanym na rysunku. Po chwili obiekt spada na ziemię. Energia potencjalna największy należący do obiektu A
jest... (wiadomo, że g ziemia = 10 m/s2)
A. 15 Dżul
B. 200 dżuli
C. 300 dżuli
D. 12 500 dżuli
Pembahasan
Wiadomo, że:
Podaj wszystkie jednostki w systemie międzynarodowym
Przyspieszenie grawitacyjne (g) = 10 m/s2
Masa obiektu (m) = 1500 gramów = 1500/1000 kilogramów = 1,5 kilograma
Wysokość (h) = 20 metra
Zapytano: Energia potencjalna obiektu A
Jawab:
Obiekt A ma największą energię potencjalną, gdy znajduje się w najwyższym punkcie, tj. 20 metrów od powierzchni ziemi, i najmniejszą energię potencjalną, gdy obiekt znajduje się na powierzchni ziemi.
Energię potencjalną obiektu oblicza się za pomocą wzoru na energię potencjalną grawitacji:
EP = mgh = (1,5 kg)(10 m/s2)(20 m) = 300 kg·m2/s2 = 300 dżule
Prawidłowa odpowiedź to C.
2. 10-gramowy pocisk porusza się z prędkością 100 m/s. Energia kinetyczna pocisku wynosi…
A. 50 dżuli
B. 1.000 dżuli
C. 10.000 dżuli
D. 12 500 dżuli
Pembahasan
Wiadomo, że:
Masa pocisku (m) = 10 gramów = 10/1000 kilogramów = 1/100 kilogramów = 0,01 kilograma
Prędkość pocisku (v) = 100 metrów na sekundę
Zapytano: Energia kinetyczna pocisku
Jawab:
Energię kinetyczną pocisku oblicza się za pomocą wzoru na energię kinetyczną:
EK = 1/2 mV2
EK = 1/2 (0,01 kg)(100 m/s)2
EK = 1/2 (0,01 kg)(10 000 m2/s2)
EK = 50 kg·m2/s2
EK = 50 dżuli
Prawidłowa odpowiedź to A.
3. Samochody A i B mają tę samą masę. Oba samochody poruszają się z różną energią kinetyczną. Jeśli stosunek energii kinetycznej samochodu A do energii kinetycznej samochodu B wynosi 4:9, to prędkość samochodu A w porównaniu do prędkości samochodu B wynosi…
Odp. 2: 3
B.3 : 2
C.4 : 9
D.9 : 4
Pembahasan
Wiadomo, że:
Energia kinetyczna samochodu A (EKA) = 4
Energia kinetyczna samochodu B (EKB) = 9
Masa samochodu A (mA) = masa samochodu B (mB) = m
Pytanie: Prędkość samochodu A w porównaniu z prędkością samochodu B
Jawab:
Załóżmy, że masa samochodu A = masa samochodu B = m = 1
Energia kinetyczna samochodu A:
EK = ½ mv2 —-> Wzór na energię kinetyczną
4 = ½ (1) v2
(2)(4) = v2
vA = √(2)(4)
Energia kinetyczna samochodu B:
EK = ½ mv2 —-> Wzór na energię kinetyczną
9 = ½ (1) v2
(2)(9) = v2
vB = √(2)(9)
Porównanie prędkości samochodu A i samochodu B:
vA : vB
√(2)(4) : √(2)(9)
2√2 : 3√2
2: 3
Prawidłowa odpowiedź to A.
4. Dwa obiekty A i B mają taką samą masę. Obiekt A porusza się z energią kinetyczną równą 4 J, a obiekt B z energią kinetyczną równą 16 J. Stosunek prędkości obiektu A do prędkości obiektu B wynosi….
Odp. 1: 2
B.1 : 4
C.2 : 1
D.4 : 1
Pembahasan
Wiadomo, że:
Energia kinetyczna obiektu A (EKA) = 4 dżuli
Energia kinetyczna obiektu B (EKB) = 16 dżuli
Masa obiektu A (mA) = masa obiektu B (mB) = m
Pytanie: Porównanie prędkości obiektu A z prędkością obiektu B
Jawab:
Załóżmy, że masa obiektu A = masa obiektu B = m = 1
Energia kinetyczna obiektu A:
EK = ½ mv2 —-> Wzór na energię kinetyczną
4 = ½ (1) v2
(2)(4) = v2
vA = √(2)(4)
Energia kinetyczna obiektu B:
EK = ½ mv2 —-> Wzór na energię kinetyczną
16 = ½ (1) v2
(2)(16) = v2
vB = √(2)(16)
Porównanie prędkości samochodu A i samochodu B:
vA : vB
√(2)(4) : √(2)(16)
2√2 : 4√2
2: 4
1: 2
Prawidłowa odpowiedź to A.
5. Dwa obiekty o tej samej masie poruszają się. Stosunek energii kinetycznej pierwszego i drugiego obiektu wynosi 1:4. Stosunek prędkości pierwszego obiektu do prędkości drugiego obiektu wynosi…
Odp. 1: 2
B.1 : 4
C.2 : 1
D.4 : 1
Pembahasan
Wiadomo, że:
Energia kinetyczna pierwszego obiektu (EK)1) = 1
Energia kinetyczna drugiego obiektu (EK)2) = 4
Masa pierwszego obiektu (m1) = masa drugiego obiektu (m2) = m
Pytanie: Porównanie prędkości pierwszego obiektu z prędkością drugiego obiektu
Jawab:
Załóżmy, że masa pierwszego obiektu jest równa masie drugiego obiektu = m = 1
Energia kinetyczna pierwszego obiektu:
EK = ½ mv2 —-> Wzór na energię kinetyczną
1 = ½ (1) v2
(2)(1) = v2
2 = v2
vA = √2
Energia kinetyczna drugiego obiektu:
EK = ½ mv2 —-> Wzór na energię kinetyczną
4 = ½ (1) v2
(2)(4) = v2
vB = √(2)(4)
Porównanie prędkości samochodu A i samochodu B:
v1 : v2
√2 : √(2)(4)
√2 : 2√2
1: 2
Prawidłowa odpowiedź to A.
6. Klocek ślizga się po pochyłej powierzchni ze stałą prędkością. Zachodząca w nim przemiana energii to…
A. energia potencjalna → energia kinetyczna
B. energia kinetyczna → energia potencjalna
C. energia potencjalna → energia cieplna
D. energia kinetyczna → energia cieplna
E. energia cieplna → energia kinetyczna
Pembahasan
Jeżeli klocek zsuwa się po pochyłej powierzchni z góry na dół, wówczas energia potencjalna grawitacji zamienia się w energię kinetyczną.
Prawidłowa odpowiedź to A.
Przyjrzyj się obwodowi na obrazku.
7. Wahadło matematyczne wykonuje początkowe przesunięcie, a następnie oscyluje harmonicznie, jak pokazano na rysunku. Jeśli punktem odniesienia do pomiaru energii potencjalnej jest punkt C, które stwierdzenie jest poprawne?
(1) Energia kinetyczna wahadła w punkcie A' jest taka sama jak energia kinetyczna wahadła w punkcie B'
(2) Energia potencjalna wahadła w punkcie A' jest taka sama jak energia potencjalna wahadła w punkcie B'
(3) Różnica energii kinetycznej wahadła w punktach A' i A jest taka sama jak różnica energii potencjalnej wahadła w punktach B' i B.
(4) Prędkość wahadła w punkcie A' jest taka sama jak prędkość wahadła w punkcie B.
Pembahasan
Prawidłowe stwierdzenia to 1, 2 i 3.
8. Spójrz na zdjęcie!
Energia kinetyczna obiektu w punkcie B = 100 J. Jeśli masa obiektu wynosi 2,5 kg, to energia kinetyczna obiektu w momencie uderzenia o ziemię w punkcie C wynosi…
A. 350 J
B. 250 J
C. 150 J
D.100 J
Pembahasan
Energia kinetyczna obiektu w momencie dotarcia do punktu B:
EP = mgh = (2,5)(10)(4) = 100 dżuli
Energia kinetyczna obiektu w momencie dotarcia do punktu C:
EP = mgh
EP = (2,5)(10)(4 + 6)
EP = (2,5)(10)(10)
EP = 250 dżuli
Prawidłowa odpowiedź to B.
Źródło pytania:
Pytania egzaminacyjne z przedmiotów ścisłych dla gimnazjum/gimnazjum islamskiego
Pytania z fizyki SBMPTN
