Гравитационная потенциальная энергия – проблемы и решения

1. Тело массой 1 кг в свободном падении из состояния покоя с высоты 10 м.

Определять:

(а) Работа , совершаемая силой тяжести

(б) Изменение гравитационной потенциальной энергии

Ускорение свободного падения (g) = 10 м/ ^с²

Известно:

Масса (m) = 1 кг

Высота (h) = 10 м

Ускорение свободного падения (g) = 10 м/ ^с²

Вес (w) = mg = (1 кг)(10 м/с² ⁾ = 10 Н

решение:

(а) Работа, совершаемая силой тяжести

W = wh = mgh

W = (1)(10)(10) = 100 Джоулей

(б) Изменение гравитационной потенциальной энергии

Изменение гравитационной потенциальной энергии равно работе, совершаемой силой тяжести.

Δ EP = 100 Джоулей

2. Объект массой 10 Н скользит вниз по гладкой наклонной плоскости на расстояние 2 метра. Определите работу, совершаемую силой тяжести!

Известно:

вес (w) = 10 Н

w _x = w sin θ = (10)(sin 30 ^o ) = (10)(0.5) = 5 Н

d = 2 м

Ускорение свободного падения (g) = 10 м/ ^с²

Требуется: работа, выполняемая с использованием силы тяжести.

решение:

W = F d = w _x d = (5)(2) = 10 Джоулей

Альтернативное решение:

Sin 30 ^° = h / d

0.5 = ч / 2

h = (0.5)(2)

h = 1 м

Работа, совершаемая силой тяжести;

W = F d = wh = (10 Н)(1 м) = 10 Н m = 10 Джоулей

3. Объект массой 1,500 грамм находится на высоте 20 метров над землей и совершает свободное падение. Какова гравитационная потенциальная энергия объекта? Ускорение свободного падения равно 10 м/ ^с².

Известно:

Ускорение свободного падения (g) = 10 м/ ^с²

Масса (m) = 1500 грамм = 1500/1000 килограммов = 1.5 килограмма

Высота (h) = 20 метров

Требуется: гравитационная потенциальная энергия

решение:

PE = mgh = (1.5 кг)(10 м/с² ⁾ (20 м) = 300 кг·м² ^/ с² ⁼ 300 Джоулей

4. Исходя из приведенного ниже рисунка, если масса объекта 1 составляет 2 кг, а масса объекта 2 — 4 кг, то сравнение потенциальной энергии объекта 1 и объекта 2 составляет…

Известно:

Масса объекта 1 (м)₁) = 2 килограмма

Масса объекта 2 (m² ₎ = 4 килограмма

Высота 1 (h ₁ ) = 12 метров

Высота 2 (h ₂ ) = 9 метров

Требуется: сравнение потенциальной энергии объекта 1 и объекта 2.

решение:

PE = мгч

m = масса (ее международная единица измерения — килограмм, сокращенно кг)

g = ускорение свободного падения (его международная единица измерения — метры в секунду в квадрате, сокращенно м/с² ⁾.

h = высота (ее международная единица измерения — метр, сокращенно м).

PE = гравитационная потенциальная энергия (ее международная единица измерения — кг·м² ^/ с² ^или Джоуль).

Гравитационная потенциальная энергия объекта 1:

ЭП ₁ = м ₁ гх ₁ = (2)(г)(12) = 24 г

Гравитационная потенциальная энергия объекта 2:

ЭП ₂ = м ₂ gh ₂ = (4)(г)(9) = 36 г

Сравнение потенциальной энергии объекта 1 и объекта 2:

ПЭ ₁ : ПЭ ₂

24 г : 36 г

24: 36

24/12 : 36/12

2: 3

[wpdm_package id = '1175 ′]

1. Задачи и решения, связанные с работой, совершаемой силой.
2. Проблемы и решения, связанные с кинетической энергией работы.
3. Принципы работы и механической энергии: проблемы и решения
4. Проблемы и решения, связанные с гравитационной потенциальной энергией.
5. Потенциальная энергия упругой пружины: задачи и решения
6. Проблемы и решения в области электроэнергетики
7. Применение закона сохранения механической энергии к свободному падению
8. Применение закона сохранения механической энергии для движения вверх и вниз при свободном падении
9. Применение закона сохранения механической энергии для движения по криволинейной поверхности.
10. Применение закона сохранения механической энергии для движения по наклонной плоскости.
11. Применение закона сохранения механической энергии к движению снаряда