Примеры вопросов по механической энергии

6 примеров вопросов по механической энергии

Теорема о механической работе и энергии

1. Обратите внимание на картинку. perpindahan Блок выглядит следующим образом! Предположим, что g = 10 м/с².²Если коэффициент кинетического трения между блоком и полом μЕсли k = 0,5, то значение перемещения объекта (s) равно ….

A. 5,00 м

B. 4,25 м

C. 3,00 м

D. 2,50 м

Э. 2,00 м

Обсуждение

Известен :

Коэффициент кинетического трения (μk) = 0,5

Масса блока (m) = 4 кг

Ускорение свободного падения (g) = 10 м/с²²

Вес блока (w) = мг = (4)(10) = 40 Ньютонов

Если блок находится на плоской поверхности, то нормальная сила (Н) = вес (w) = 40 Ньютонов.

Начальная скорость (v)₁) = 5 м/с

Конечная скорость (v)₂) = 0 м/с

Задан вопрос : перемещение объекта (объектов)?

Джаваб :

Теорема о работе и механической энергии гласит, что работа (W), совершаемая неконсервативной силой, равна изменению механической энергии объекта или конечной механической энергии (EM).₂) – начальная механическая энергия (ЭМ)₁Кинетическое трение — это неконсервативная сила, и единственной неконсервативной силой, действующей на блок, является кинетическое трение.

W = ΔEM

f_k s = EM₂ – ЭМ₁

Работа, совершаемая силой кинетического трения:

W = f_k с = (μk)(Н)(с) = (0,5)(40)(с) = 20 с

Изменения механической энергии:

ΔЭМ = ЭМ₂ – ЭМ₁ = (EK + EP)₂ – (ЭК + ЭП)₁

Объекты движутся по плоской поверхности и не испытывают изменений высоты.Δh = 0), поэтому гравитационная потенциальная энергия не изменяется.ΔEP = EP₂ - EP₁ = 0). Таким образом, изменение механической энергии включает в себя только изменение кинетической энергии.

ΔЭМ = ЭК₂ – ЭК₁ = ½ мВ₂² – ½ мВ₁² = ½ м (v₂² - v₁²)

ΔEM = ½ (4)(0² -5²) = (2)(25) = 50

Смещение блока составляет:

W = ΔEM

20 сек = 50

s = 50 / 20 = 2,5 метров

Правильный ответ — D.

Закон сохранения механической энергии

2. Объекты А и В имеют одинаковую массу. Объект А падает с высоты h метров, а объект В — с высоты 2h метров. Если А ударяется о землю со скоростью v м/с, то объект В ударится о землю с кинетической энергией…

А. 2 мВ²

Б. мв²

С. 3/4 мВ²

Д. 1/2 мВ²

Е. 1/4 мВ²

Обсуждение

Конечная скорость объекта B, свободно падающего с высоты 2h, составляет:

v² = 2 г (2 ч) = 4 г

Кинетическая энергия объекта B равна:

EK_B = ½ мВ² = ½ м (4 гх) = 2 мгх —– Уравнение 1

Начальная механическая энергия объекта B равна гравитационной потенциальной энергии = mg h. Конечная механическая энергия объекта B равна кинетической энергии = ½ mv².

Закон сохранения механической энергии :

mgh = ½ mv².

Karena mgh = ½ mv² тогда мы можем заменить mgh в уравнении 1 на ½ mv².

Кинетическая энергия объекта B = 2 mgh = 2(½ mv)²) = mv²

Правильный ответ — B.

3. Посмотрите на картинку ниже! Объект свободно падает с высоты 20 м. Если ускорение свободного падения равно 10 м/с², то скорость объекта на высоте 15 м над землей равна…

А. 2 м/с

В. 5 м/с

С. 10 м/с

Д. 15 м/с

В. 20 м/с

Обсуждение

Конечная механическая энергия = начальная механическая энергия

Кинетическая энергия объекта в точке 2 равна уменьшению гравитационной потенциальной энергии на 5 метров.

½ мВ² = мгх

½ в² = (10)(20-15)

½ в² = (10)(5)

½ в² = 50

v² = (2)(50)

v² = 100

v = 10 м / с

Правильный ответ — C.

4. На рисунке показано, что блок удерживается в верхней части наклонной плоскости. После отпускания блок без трения скользит вдоль наклонной плоскости. Скорость блока в момент достижения нижней части наклонной плоскости равна…

А. 6 мс^-1

Б. 8 мс^-1

С. 10 мс^-1

Д. 12 мс^-1

Е. 16 мс^-1

Обсуждение

Начальная механическая энергия = гравитационная потенциальная энергия = mgh = m (10)(5) = 50 м

Конечная механическая энергия = кинетическая энергия = 1/2 mv²

Закон сохранения механической энергии гласит, что начальная механическая энергия равна конечной механической энергии.

EM_o = ЭМ_t

50 м = 1/2 мВ²

50 = 1/2 v²

2 (50) = v²

100 = в²

v = 10 м / с

Правильный ответ — C.

5. Блок массой m кг отпускается с высоты h метров над землей, как показано на рисунке. Отношение потенциальной энергии (ПЭ) к кинетической энергии (КЭ) в точке М равно…

А. 1 : 3

Б. 1 : 2

С. 2 : 1

Д. 2 : 5

Е. 3:7

Обсуждение

Гравитационная потенциальная энергия в точке М:

EP_M = мг (0,3 ч)

Кинетическая энергия в точке М равна уменьшению гравитационной потенциальной энергии на h - 0,3h = 0,7h.

EK_M = ЭП = мг (0,7 ч)

Отношение потенциальной и кинетической энергии гравитации в точке М равно:

EP_M : ЕК_M

мг (0,3 ч) : мг (0,7 ч)

0,3: 0,7

3: 7

Правильный ответ — Е.

6. Посмотрите на изображение объекта А, свободно падающего из точки P, представленное ниже!

Если EP_Q и ЭК_Q каждая из них представляет собой потенциальную и кинетическую энергию в точке Q (g = 10 м/с²).²), затем EP_Q : ЕК_Q является….

А. 16 : 9

Б. 9 : 16

С. 3 : 2

Д. 2 : 3

Е. 2:1

Обсуждение

Гравитационная потенциальная энергия в точке Q:

EP_Q = mgh = (m)(10)(1,8) = 18 м

Кинетическая энергия в точке Q равна уменьшению гравитационной потенциальной энергии на 5-1,8 = 3,2 метра.

EK_Q = EP = mgh = m (10)(3,2) = 32 м

Отношение потенциальной и кинетической энергии гравитации в точке Q равно:

EP_Q : ЕК_Q

18 м : 32 м

18: 32

9: 16

Источник вопроса:

Вопросы по физике для национального экзамена в старших классах средней школы/профессионального училища.