1. Człowiek ciągnie klocek na odległość 2 m po powierzchni poziomej, stosując stałą siłę F = 20 N. Określ pracę wykonaną przez siłę F działającą na klocek.
Znany:
Siła (F) = 20 N
Przemieszczenie (s) = 2 m
Kąt (θ ) = 0
Poszukiwana : Praca (K)
rozwiązanie:
W = F re cos θ = (20)(2)(cos 0) = (20)(2)(1) = 40 dżuli
[irp]
2. Siła F = 10 N działa na pudełko o długości 1 m, położone wzdłuż poziomej powierzchni. Siła działa pod kątem 30 stopni, jak pokazano na poniższym rysunku. Wyznacz pracę wykonaną przez siłę F!
Znany :
Siła (F) = 10 N
Siła pozioma (F x ) = F cos 30 o = (10)(0.5√3) = 5√3 N
Przemieszczenie (d) = 1 metr
Poszukiwana : Praca (K)?
Rozwiązanie :
W = F x d = (5√3)(1) = 5√3 dżuli
3. Ciało spada swobodnie z wysokości 2 m. Jeżeli przyspieszenie grawitacyjne wynosi 10 m/s2 , określ pracę wykonaną przez siłę grawitacji!
Znany:
Masa obiektu (m) = 1 kg
Wysokość (h) = 2 m
Przyspieszenie grawitacyjne (g) = 10 m/ s2
Poszukiwana: Praca wykonana przez siłę grawitacji (W)
rozwiązanie:
W = F d = wh = mgh
W = (1)(10)(2) = 20 dżuli
W = praca, F = siła, d = odległość, w = ciężar , h = wysokość, m = masa, g = przyspieszenie ziemskie.
[irp]
4. Do sprężyny przymocowano ciało o masie 1 kg, co spowodowało wydłużenie go o 2 cm. Jeśli przyspieszenie grawitacyjne wynosi 10 m/s² , określ (a) stałą sprężystości (b) pracę wykonaną przez siłę sprężystości na ciele.
Znany:
Masa (m) = 1 kg
Przyspieszenie grawitacyjne (g) = 10 m/ s2
Wydłużenie (x) = 2 cm = 0.02 m
Ciężar (w) = mg = (1 kg)(10 m/s 2 ) = 10 kg m/s 2 = 10 N
Poszukiwane: stała sprężystości i praca wykonana przez siłę sprężystości
rozwiązanie:
(a) Stała sprężystości
Wzór prawa Hooke’a :
F = k x.
k = F / x = w / x = mg / x
k = (1)(10) / 0.02 = 10 / 0.02
k = 500 N/m
(b) praca wykonana przez siłę sprężyny
W = – ½ kx 2
W = – ½ (500)(0.02) 2
W = – (250)(0.0004)
W = -0.1 dżula
Znak minus oznacza, że kierunek siły sprężyny jest przeciwny do kierunku przemieszczenia obiektu.
[irp]
5. Siła F = 10 N przyspiesza pudełko podczas przemieszczenia o 2 m. Podłoga jest szorstka i wywiera siłę tarcia F k = 2 N. Określ pracę netto wykonaną nad pudełkiem.
Znany:
Siła (F) = 10 N
Siła tarcia kinetycznego (F k ) = 2 N
Przemieszczenie (d) = 2 m
Poszukiwany: Sieć (W net )
rozwiązanie:
Praca wykonana przez siłę F:
W 1 = F d cos 0 = (10)(2)(1) = 20 dżuli
Praca wykonana przez siłę tarcia kinetycznego (F k ):
W 2 = F k d = (2)(2)(cos 180) = (2)(2)(-1) = -4 dżule
Sieć:
W netto = W 1 – W 2
W netto = 20 – 4
W netto = 16 dżuli
6. Jaką pracę wykonała siła F nad klockiem.
Znany:
Siła (F) = 12 niutonów
Przemieszczenie (d) = 4 metry
Poszukiwana: Praca (K)
rozwiązanie:
W = F d = (12 niutonów)(4 metry) = 48 N m = 48 dżuli
[irp]
7. Klocek jest pchany siłą 200 N. Przemieszczenie klocka wynosi 2 metry. Jaką pracę wykonano nad klockiem?
Znany:
Siła (F) = 200 niutonów
Przemieszczenie (d) = 2 metry
Poszukiwana: Praca (K)
rozwiązanie:
Praca :
W = F s
W = (200 niutonów)(2 metry)
W = 400 N·m
W = 400 dżuli
8. Kierowca sedana chce zaparkować swój samochód dokładnie 0.5 m przed ciężarówką , która znajduje się 10 m od sedana. Jakiej pracy wymaga zaparkowanie sedana?
Znany:
Przesunięcie (d) = 10 metrów – 0.5 metra = 9.5 metra
Siła (F) = 50 niutonów
Poszukiwana: Praca (K)
rozwiązanie:
W = F s
W = (50 niutonów)(9.5 metry)
W = 475 N·m
W = 475 dżuli
[irp]
9.
Tom i Jerry wykonali pracę, aby samochód mógł przejechać 4 metry. Siły wywierane przez Toma i Jerry'ego wynoszą 50 N i 70 N.
Znany:
Przemieszczenie (s) = 4 metry
Siła wypadkowa (F) = 50 niutonów + 70 niutonów = 120 niutonów
Poszukiwana: Praca (K)
rozwiązanie:
W = F s = (120 niutonów)(4 metry) = 480 N m = 480 dżuli
10. Kierowca ciągnie samochód tak, że samochód przejeżdża odległość 1000 cm. Jaką pracę wykonano nad samochodem?
Znany:
Siła (F) = 250 niutonów
Przemieszczenie (s) = 1000 cm = 1000/100 metrów = 10 metrów
Poszukiwana: Praca (K)
rozwiązanie:
W = F s = (250 niutonów)(10 metry) = 2500 N m = 2500 dżuli
11. Na podstawie poniższego rysunku określ przemieszczenie obiektu , jeśli praca wykonana przez siłę wypadkową wynosi 375 dżuli .
Znany:
Praca (W) = 375 dżuli
Siła wypadkowa ( ΣF) = 40 N + 10 N – 25 N = 25 Newtonów ( w prawo )
Poszukiwany: Przemieszczenie ( d )
rozwiązanie:
Równanie pracy:
W = F s
Przemieszczenie obiektu:
d = W / F = 375 dżuli / 25 niutonów
d = 15 metrów s
12. Poniższe czynności , które nie wykonują pracy to …
A. Pchnij przedmiot na odległość 10 metrów
B. Pchnij samochód, aż zacznie się poruszać
C. Pchnij ścianę
D. Wyciągnął pudełko
rozwiązanie:
Równanie pracy:
W = ΣF s
W = praca , F = siła , d = przemieszczenie
Na podstawie powyższego wzoru można stwierdzić, że siła wykonuje pracę i następuje przesunięcie.
Prawidłowa odpowiedź to C.
1 3. Andrzej popycha obiekt z siłą 20 N, tak że obiekt porusza się po okręgu o promieniu 7 metrów. Określ pracę wykonaną przez Andrzeja przy dwukrotnym ruchu po okręgu.
A. 0 dżuli
B. 1400 dżuli
C. 1540 dżuli
D. 12 500 dżuli
rozwiązanie:
Jeżeli dana osoba wykona na wózku inwalidzkim dwa ruchy okrężne, wówczas zarówno ona, jak i wózek powrócą do pozycji wyjściowej, więc przemieszczenie osoby będzie równe zeru.
Przesunięcie = 0, więc praca = 0.
Prawidłowa odpowiedź to A.
14. Ktoś popycha przedmiot po podłodze z siłą 350 N. Podłoga wywiera siłę tarcia równą 70 N. Określ pracę wykonaną przez siłę, aby przesunąć przedmiot na odległość 6 metrów.
A. 45 J
B. 72 J
C. 1680 J
D.2580 J
Znany:
Siła pchania (F) = 350 niutonów
Siła tarcia (F fric ) = 70 niutonów
Przemieszczenie obiektu (obiektów) = 6 metrów
Poszukiwana: Praca (K)
rozwiązanie:
Na obiekt działają dwie siły: siła pchania (F) i siła tarcia (F fric ). Siła pchania ma ten sam kierunek co przemieszczenie obiektu, ponieważ wykonuje pracę dodatnią. Z drugiej strony, siła tarcia ma przeciwny kierunek, a przemieszczenie obiektu powoduje pracę ujemną.
Praca wykonana przez siłę pchającą:
W = F d = (350 niutonów)(6 metrów) = 2100 niutonometrów = 2100 dżuli
Praca wykonana przez siłę tarcia:
W = – (F fric )(s) = – (70 niutonów)(6 metrów) = – 420 niutonometrów = – 420 dżuli
Sieć:
W netto = 2100 dżuli – 420 dżuli
W netto = 1680 dżuli
Prawidłowa odpowiedź to C.
15. Ciało jest popychane siłą poziomą o wartości 14 niutonów na chropowatej podłodze z siłą tarcia 10 niutonów. Wyznacz pracę netto ruchu tego ciała na odległość 8 metrów.
A. 0.5 dżuli
B. 3 dżuli
C. 32 dżuli
D. 12 500 dżuli
Znany:
Siła pchania (F) = 14 niutonów
Siła tarcia (F fric ) = 10 niutonów
Przemieszczenie obiektu (d) = 8 metrów
Poszukiwana: Praca (K)
rozwiązanie:
Na obiekt działają dwie siły: siła pchania (F) i siła tarcia (F fric ).
Siła pchania ma ten sam kierunek co przemieszczenie obiektu, co oznacza, że wykonuje pracę dodatnią. Z drugiej strony, siła tarcia ma kierunek przeciwny do przemieszczenia obiektu, co oznacza, że wykonuje pracę ujemną.
Praca wykonana przez siłę pchającą:
W = F s = (14 niutonów)(8 metrów) = 112 niutonometrów = 112 dżuli
Praca wykonana przez siłę tarcia:
W = – (F fric )(s) = – (10 niutonów)(8 metrów) = – 80 niutonometrów = – 80 dżuli
Sieć:
W netto = 112 dżuli – 80 dżuli
W netto = 32 dżuli
Prawidłowa odpowiedź to C.
16. Określ pracę sieciową na podstawie poniższego rysunku.
A. 360 dżuli
B. 450 dżuli
C. 600 dżuli
D. 12 500 dżuli
rozwiązanie:
Praca = Siła (F) x przemieszczenie (d)
Praca = Pole trójkąta 1 + pole prostokąta + pole trójkąta 2
Work = 1/2(40-0)(3-0) + (40-0)(9-3) + 1/2(40-0)(12-9)
Praca = 1/2(40)(3) + (40)(6) + 1/2(40)(3)
Praca = (20)(3) + 240 + (20)(3)
Praca = 60 + 240 + 60
Praca = 360 dżuli
Prawidłowa odpowiedź to A.
17. Kawałek drewna o długości 60 cm wbito pionowo w ziemię. Uderzono go młotem o masie 10 kg z wysokości 40 cm nad wierzchołkiem. Jeśli średnia siła oporu gruntu wynosi 2 x 10⁻ ...
A. 4
B. 16
C. 28
D. 30
Znany:
Masa młota (m) = 10 kg
Przyspieszenie grawitacyjne (g) = 10 m / s2
Masa młota (w) = mg = (10)(10) = 100 kg m/s 2
Przemieszczenie młotka przed uderzeniem w drewno (d) = 40 cm = 0.4 metra
Wytrzymałość drewna (F) = 2 x 10 3 N = 2000 N
Długość drewna (s) = 60 cm = 0.6 metra
Poszukiwane: Drewno wejdzie całkowicie w ziemię po... uderzeniach.
rozwiązanie:
Praca wykonana nad młotkiem, gdy przesunie się on na odległość 0.4 metra, wynosi:
W = F d = ws = (100 N)(0.4 m) = 40 Nm = 40 dżuli
Praca wykonana przez siłę oporu podłoża:
W = F d = (2000 N)(0.6 m) = 1200 Nm = 1200 dżuli
Drewno wniknie całkowicie w ziemię po... uderzeniach.
1200 dżuli / 40 dżuli = 30
Prawidłowa odpowiedź to D.
[wpdm_package id='1192′]
- Praca wykonana siłą, problemy i rozwiązania
- Zadania i rozwiązania dotyczące energii kinetycznej pracy
- Zadania i rozwiązania dotyczące zasad pracy i energii mechanicznej
- Problemy i rozwiązania dotyczące energii potencjalnej grawitacji
- Energia potencjalna sprężystej sprężyny – problemy i rozwiązania
- Problemy z zasilaniem i ich rozwiązania
- Zastosowanie zasady zachowania energii mechanicznej w ruchu swobodnego spadania
- Zastosowanie zasady zachowania energii mechanicznej w ruchu w górę i w dół w ruchu swobodnego spadku
- Zastosowanie zasady zachowania energii mechanicznej w ruchu na powierzchni zakrzywionej
- Zastosowanie zasady zachowania energii mechanicznej w ruchu na równi pochyłej
- Zastosowanie zasady zachowania energii mechanicznej w ruchu pocisku
