Физика

1. Тело массой 1 кг свободно падает из состояния покоя с высоты 80 м. Ускорение свободного падения составляет 10 м/с² ^. Какова кинетическая энергия тела в момент удара о землю?

Известно:

Масса (m) = 1 кг

Высота (h) = 80 м

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

Требуется: кинетическая энергия в момент удара тела о землю.

решение:

Начальная механическая энергия (ME₀ ₎ = гравитационная потенциальная энергия (PE).

M E _o = P E = mgh = (1)(10)(80) = 800 Джоулей

Конечная механическая энергия (M E _t ) = кинетическая энергия (K E )

Принцип сохранения механической энергии :

M E _o = M E _t

P E = K E

800 = K E

Конечная кинетическая энергия составляет 800 Джоулей.

2. Тело массой 4 кг свободно падает из состояния покоя с высоты 10 м. Ускорение свободного падения равно 10 м ^/с² . Какова кинетическая энергия и скорость на высоте 5 метров над землей?

Известно:

Изменение высоты (h) = 10 – 5 = 5 метров s

Масса (м) = 4 кг

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

Требуется: кинетическая энергия на высоте 5 метров над землей и скорость на высоте 5 метров над землей.

решение:

(а) Кинетическая энергия на высоте 5 метров над землей

Начальная механическая энергия (M E _o ) = гравитационная потенциальная энергия (P E )

M E _o = P E = mgh = (4)(10)(5) = 200 Джоулей

Конечная механическая энергия (EMt ₎ = кинетическая энергия (EK)

M E _t = K E

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

M E _o = M E _t

200 = K E

Кинетическая энергия на высоте 5 метров над землей составляет 200 Джоулей.

(б) скорость на высоте 5 метров над землей

Начальная механическая энергия (M E _o ) = конечная механическая энергия (M E _t )

P E = K E

200 = ½ ^мВ²

2(200) / 4 = v ²

100 = v ²

v = √100

v = 10 м/с

Скорость тела на высоте 5 метров над землей составляет 10 м/с.

3. Манго свободно падает из состояния покоя с высоты 2 метров. Ускорение свободного падения равно 10 м ^/с² . Определите скорость манго в момент удара о землю.

Известно:

Высота (h) = 2 метров s

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

Требуется: скорость, с которой манго ударится о землю.

решение:

Начальная механическая энергия (M E _o ) = гравитационная потенциальная энергия (P E )

M E = P E = mgh = m (10)(2) = 20 м

Конечная механическая энергия (M E _t ) = кинетическая энергия (K E )

M E _t = K E = ½ mv ²

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

M E _o = M E _t

20 м = ½ ^мВ²

20 = ½ против ²

2(20) = v ²

40 = v ²

v = √40 = √(4)(10) = 2√10 м/ с

[wpdm_package id = '1166 ′]

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

Читать далее

1. Человек, стоя на краю обрыва, бросает вверх камень массой 1 кг со скоростью 2 м/с, так что камень падает к подножию обрыва на высоте 40 метров. Какова кинетическая энергия камня на высоте 10 метров над землей? Ускорение свободного падения g = 10 м/ ^с².

Известно:

Масса (m) = 1 кг

Начальная скорость (v _o ) = 2 м/с

Изменение высоты = 40 – 10 = 30 метров

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

Требуется: кинетическая энергия камня на высоте 10 метров над землей.

решение:

Начальная механическая энергия

Начальная гравитационная потенциальная энергия (ЭП) = mgh = (1)(10)(30) = 300 Джоулей

Начальная кинетическая энергия (КЭ) = ½ mv _o ² = ½ (1)(2) ² = ½ (4) = 2 Джоуля

Начальная механическая энергия = начальная гравитационная потенциальная энергия + начальная кинетическая энергия = 300 + 2 = 302 Джоуля.

конечная механическая энергия

Конечная механическая энергия = конечная кинетическая энергия = начальная гравитационная потенциальная энергия + начальная кинетическая энергия = 300 + 2 = 302 Джоуля.

2. Человек подбрасывает вверх объект массой 1 кг с начальной скоростью 10 м/с. Определите (а) гравитационную потенциальную энергию на максимальной высоте; (б) максимальную высоту.

Ускорение свободного падения составляет 10 м/с²^.

Известно:

Масса (м) = 1 кг

Начальная скорость (v _o ) = 10 м/с

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

Требуется : гравитационная потенциальная энергия на максимальной высоте и максимальная высота

решение:

(а) гравитационная потенциальная энергия на максимальной высоте

Начальная механическая энергия:

Начальная механическая энергия (МЭ) = начальная кинетическая энергия (КЭ) = ½ mv _o ² = ½ (1)(10) ² = ½ (100) = 50 Джоулей.

Конечная механическая энергия:

Конечная механическая энергия (МЭ) равна гравитационной потенциальной энергии (ПЭ).

Принцип сохранения механической энергии:

Начальная механическая энергия равна конечной механической энергии

КЭ = ПЭ

50 = PE

Гравитационная потенциальная энергия составляет 50 Джоулей.

(б) Максимальная высота

PE = мгч

50 = (1)(10) ч

50 = 10 ч

h = 50 / 10 = 5 метров

Максимальная высота составляет 5 метров над землей.

[wpdm_package id = '1174 ′]

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

Читать далее

1. К пружине прикреплен груз массой 2 кг. Если удлинение пружины составляет 4 см, определите потенциальную энергию упругой пружины . Ускорение свободного падения равно 10 м/ ^с².

Известно:

Масса (m) = 2 кг

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

Вес (w) = мг = (30 000)(10) = 300 000 Н

Удлинение (x) = 4 см = 0.04 м

Требуется: Потенциальная энергия упругой пружины

решение:

Формула закона Гука :

F = кх

F = сила, k = коэффициент жесткости пружины, x = изменение длины пружины.

Постоянная пружины:

k = w / x = 20 / 0.04 = 500 Н/м

Потенциальная энергия упругой пружины:

PE = ½ kx ² = ½ (500)(0.04) ² = (250)(0.0016) = 0.4 Джоуля

Альтернативное решение:

PE = ½ kx² ⁼ ½ (w / x) ^x² = ½ wx = ½ mgx

w = вес, m = масса, x = изменение длины пружины

PE = ½ (2)(10)(0.04) = (10)(0.04) = 0.4 Джоуля.

2. Удлинение пружины, растянутой силой F = 50 Н, составляет 10 см. Какова потенциальная энергия упругой пружины, если её удлинение равно 12 см?

Известно:

Удлинение (x) = 10 см = 0.1 м

Усилие (F) = 50 Н

Требуется : Потенциальная энергия упругой пружины

решение:

Постоянная пружины:

k = F / x = 50 / 0.1 = 500 Н/м

Потенциальная энергия упругой пружины при её удлинении 12 см:

PE = ½ kx ² = ½ (500)(0.12) ² = (250)(0.0144) = 3.6 Джоуля.

3. График зависимости F от x показан на рисунке ниже. Какова потенциальная энергия упругой пружины, если её удлинение составляет 10 см?

Известно:

Усилие (F) = 5 Н

Удлинение пружины (x) = 2 см = 0.02 м

Требуется определить потенциальную энергию упругой пружины, если её удлинение составляет 0.1 м.

решение:

Постоянная пружины:

k = F / x = 5 / 0.02 = 250 Н/м

Потенциальная энергия упругой пружины, если её удлинение составляет 0.1 м:

PE = ½ kx ² = ½ (250)(0.1) ² = (125)(0.01) = 1.25 Джоуля.

4. Спортсмен прыгает на пружинный тренажер весом 500 Н, пружина укорачивается на 4 см. Определите величину потенциальной энергии, необходимую для того, чтобы заставить спортсмена двигаться.

А. 20 Джоуля

Б. 10 Джоулей

С. 5 Джоулей

D. 2 Джоуль

Известно:

Усилие (F) = 500 Н

Изменение длины пружины (Δx) = 4 см = 0.04 м

Требуется: потенциальная энергия весны

решение:

Рассчитайте коэффициент упругости пружины, используя уравнение закона Гука:

k = F / Δx = 500 Н / 0.04 м = 12500 Н/м

Упругая потенциальная энергия пружины:

PE = ½ k Δx ² = ½ (12500)(0.04) ² = (6250)(0.0016)

PE = 10 Джоулей

Правильный ответ - Б.

5. Пружина, подвешенная на грузе массой 500 грамм, увеличивается на 5 см. Определите её постоянную и потенциальную энергию.

Известно:

Масса объекта (m) = 500 грамм = (500/1000) кг = 5/10 кг = 0.5 кг

Ускорение (g) = 10 м/ ^с²

Вес объекта (w) = mg = (0.5 кг)(10 м/с² ⁾ = 5 кг м/с² ⁼ 5 Ньютонов

Изменение длины пружины (Δx) = 5 см = 0.05 м

Требуется: коэффициент жесткости пружины (k) и потенциальная энергия (PE).

решение:

Сначала рассчитайте постоянную пружины, используя уравнение закона Гука:

k = w / Δx = 5 Н / 0.05 м = 100 Н/м

Потенциальная упругость пружины:

PE = ½ k Δx ² = ½ (100)(0.05) ² = (50)(0.0025)

PE = 0.125 Джоулей

[wpdm_package id = '1179 ′]

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 криволинейным поверхностям
10. Применение закона сохранения механической энергии для движения по наклонной плоскости.
11. Применение закона сохранения механической энергии к движению снаряда

Читать далее

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

Читать далее

1. Ящик массой 2 кг замедляется с 10 м/с² до состояния покоя. Коэффициент кинетического трения равен 0.2. Ускорение свободного падения равно 10 м/с² ^. Какова величина перемещения?

Известно;

Масса (m) = 2 кг

Начальная скорость (v _o ) = 10 м/с

Конечная скорость (v _t ) = 0 м/с

Коэффициент кинетического трения ( _μk ) = 0.2

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

Требуется: Величина смещения (d)

решение:

Принцип работы и механической энергии :

W _nc = ΔEM

W _nc = ΔEK + ΔEP

W _nc = ½ m (v _t ² – v _o ² ) + mgh

W _nc = работа, совершаемая неконсервативной силой, действующей на объект.

ΔEK = изменение кинетической энергии

ΔEP = изменение потенциальной энергии

m = масса

v = скорость

g = ускорение свободного падения

h = изменение высоты

Изменение высоты h = 0, следовательно, ΔEP = 0.

W _nc = ΔEK

Работа, выполненная неконсервативной силой:

W _nc = -F _c d = – µ _k N d = – µ _k wd = – µ _k mgd

W _nc = -(0.2)(2)(10)(s)

W _nc = – (4)(2)

Знак минус указывает на то, что направление силы кинетического трения противоположно направлению перемещения.

Изменение кинетической энергии:

ΔEK = ½ м (v _t ² – v _o ² ) = ½ (2)(0 – 10 ² ) = 0 – 100 = -100

Величина смещения:

W _nc = ΔEK

– 4 с = – 100

s = -100/-4

s = 25 м

2. Блок скользит вниз по наклонной плоскости. Коэффициент кинетического трения равен 0.4. Ускорение свободного падения g = 10 м/ ^с² . Определите конечную скорость, когда блок ударится о землю.

Известно:

Начальная высота (h₀ ₎ = 6 м

Конечная высота (h _t ) = 0 м

Начальная скорость (v _o ) = 0

Коэффициент кинетического трения ( _μk ) = 0.4

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

cos θ = 8/10

Вертикальная составляющая веса = w _y = w cos θ = mg cos θ = m (10) (8/10) = m (10)(4/5) = m (40/5) = 8 м

Нормальная сила = Н = w _y = 8 м

Сила кинетического трения = f _k = μ _k N = μ _k w _y = (0.4)(8 м) = 3.2 м

Требуется: конечная скорость (v _t )

решение:

Принцип работы и механической энергии:

W _nc = Δ EM

W _nc = Δ EK + Δ EP

Изменение кинетической энергии:

ΔЭК = 1/2 м (v)_t² - v_o²) = 1/2 м (v_t² – 0) = 1/2 мВ_t²

Изменение потенциальной энергии:

Δ EP = mg (h _t – h _o ) = m (10)(0-6) = m (10)(-6) = – 60 m

Работа, совершаемая силой кинетического трения:

W _nc = – f _k s = – ( 3.2 m)(10) = – 32 m

Знак минус указывает на то, что направление силы кинетического трения противоположно направлению перемещения.

Конечная скорость (v _t ):

W _nc = Δ EK + Δ EP

– 32 м = 1/2 мВ _t ² – 60 м

– 32 м = м (1/2 v _t ² – 60)

– 32 = 1/2 v _t ² – 60

– 32 + 60 = 1/2 v _t ²

28 = 1/2 v _t ²

2 (28) = v _t ²

56 = v _t ²

v _t = √4.14

v _t = 2 √14 мс ^-1

3. Блок скользит вниз по шероховатой наклонной плоскости. Начальная скорость равна 0 м/с, а конечная скорость — 10 м/ ^с . Если сила кинетического трения равна 2 Н, а ускорение свободного падения g = 10 м/ ^с² , чему равна высота (h)?

Известно:

Масса (м) = 1 кг

Начальная скорость (v _o ) = 0 (полное отсутствие движения)

Конечная скорость (v _t ) = 10 м/ ^с⁻¹

Начальная высота (h _o ) = h

Конечная высота (h _t ) = 0

Сила кинетического трения (f _k ) = 2 Н

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

Требуется: Рост (h)

решение:

Работа, совершаемая силой кинетического трения:

W _nc = – f _k s = – (2 )(15) = – 30

Знак минус указывает на то, что направление силы кинетического трения противоположно направлению перемещения.

Изменение кинетической энергии:

ΔЭК = 1/2 м (v)_t² - v_o²) = 1/2 (1)(10² – 0) = 1/2 (10²) = 1/2 (100) = 50

Изменение потенциальной энергии:

Δ EP = mg (h _t – h _o ) = (1)(10)(0-h) = (10)(-h) = -10 h

Принцип работы и механической энергии:

W _nc = Δ EK + Δ EP

– 30 = 50 – 10 ч

10 ч = 50 + 30

10 час = 80

ч = 80/10

h = 8 м

4Если блок движется вниз по приблизительно наклонной плоскости, то…
А. Работа, совершаемая силой тяжести над блоком, больше, чем изменение потенциальной энергии блока.
Б. Механическая энергия увеличивается.
C. Количество кинетической и потенциальной энергии уменьшается.
D. Работа совершается силой трения, равной изменению кинетической энергии блока.
Решение

А неверно

Работа, совершаемая силой тяжести над блоком, равна изменению гравитационной потенциальной энергии блока.

Вариант Б неверен.

Если наклонная плоскость гладкая, то механическая энергия блока постоянна. Когда блок находится в верхней точке наклонной плоскости и еще не движется, его механическая энергия равна гравитационной потенциальной энергии. Блок все еще находится в состоянии покоя, поэтому его кинетическая энергия равна нулю. Когда блок движется вниз по наклонной плоскости, его высота уменьшается, поэтому гравитационная потенциальная энергия также уменьшается. Гравитационная потенциальная энергия уменьшается, потому что она преобразуется в кинетическую энергию. Хотя гравитационная потенциальная энергия преобразуется в кинетическую энергию, механическая энергия остается постоянной.

Если наклонная плоскость шероховатая, то механическая энергия блока уменьшается из-за отрицательной работы, совершаемой силой трения. Сила трения является неконсервативной силой. Работа, совершаемая неконсервативной силой над объектом, приводит к уменьшению механической энергии объекта.

С — правильный ответ.

Наклонная плоскость шероховатая, поэтому существует сила трения, которая препятствует движению блока. Сила трения является неконсервативной силой. Теорема о работе и механической энергии гласит, что работа, совершаемая неконсервативной силой (например, силой трения), равна изменению механической энергии. При этом механическая энергия уменьшается.

Механическая энергия блока равна гравитационной потенциальной энергии + кинетической энергии.

Вариант D неверен.

Работа, совершаемая силой трения над блоком, равна изменению механической энергии блока, а не изменению его кинетической энергии. Действительно, сила трения препятствует движению блока, поэтому она уменьшает его скорость и кинетическую энергию. Но следует понимать, что кинетическая энергия блока обусловлена ​​гравитационной потенциальной энергией. Поэтому верно утверждение, что работа, совершаемая силой трения, равна изменению механической энергии (механическая энергия уменьшается).

Правильный ответ - С.

5. Предмет, лежащий на шероховатом полу, ударяется о поверхность, в результате чего движется в течение 3 секунд, а затем останавливается. Если известная масса предмета составляет 10 грамм, то сила трения между предметом и полом равна 2 килодину. Определите работу, совершаемую силой трения.

А. 0.18 Дж

Б. -0.18 Дж

С. 0.36 Дж

Д. -0.36 Дж

Известно:

Интервал времени (t) = 3 секунд

Конечная скорость (v _t ) = 0 м/с (объект покоится)

Масса объекта (m) = 10 грамм = 10/1000 кг = 1/100 кг = 0.01 кг

Сила трения (Ф) = 2 килодина = 2 х 10 ³ дин

Требуется: работа (W), совершаемая силой трения.

решение:

Преобразование единиц измерения силы:

1 Ньютон = 1 x ^10⁵ дин

1 дин = 1 / 10⁵ ^{Ньютонов} = 1 x 10⁻⁵ ^{Ньютонов} = ^10⁻⁵ Ньютонов

Сила трения (F) = 2 x 10³ ^дин = 2 x 10³ ^x 10⁻⁵ ^Ньютон = 2 x 10⁻² ^Ньютон = 2/100 Ньютон = 0.02 Ньютон

Теорема о работе и механической энергии гласит, что работа, совершаемая неконсервативной силой над объектом, равна изменению механической энергии объекта.

Если объект движется по наклонной плоскости, то механическая энергия (МЭ) равна гравитационной потенциальной энергии (ППЭ) + кинетической энергии (КЭ). Но если объект движется только по горизонтальной плоскости, так что высота не меняется, то механическая энергия равна кинетической энергии. На горизонтальной плоскости гравитационная потенциальная энергия равна нулю, поскольку высота не меняется.

Сила трения — это неконсервативная сила. Обычно она уменьшает скорость и кинетическую энергию объекта. Можно сделать вывод, что работа, совершаемая силой трения над объектом, равна уменьшению его механической энергии.

Математически:

Работа (W) = Изменение механической энергии (ΔEM)

F s = ΔEP + ΔEK

F s = mg Δh + ½ m (v _t ² – v _o ² )

F s = mg (0) + ½ m (0 ² – v _o ² )

F s = 0 + ½ m (– (v _o ² ))

F s = – ½ mv _o ² ———— Уравнение 1

Описание: F = сила трения, d = перемещение, m = масса, v _o = начальная скорость

Перемещение (d) и начальная скорость (v₀ ₎ пока неизвестны, поскольку сначала необходимо вычислить v₀ _или d. Работа, совершаемая силой трения, рассчитывается с использованием одного из уравнений после того, как v₀ _или d станут известны.

Уравнение перемещения (d) при неравномерном линейном движении:

v _t ² = v _o ² + 2 (-a) s

Конечная скорость (v _t ) = 0, а ускорение (a) имеет отрицательный знак, поскольку объект замедляется (скорость объекта уменьшается).

0 = в_o² – 2 объявления

v_o² = 2 ад

d = v _o ² / 2 a ———— Уравнение 2

Замените d во втором уравнении на d в ​​первом уравнении:

F d = – ½ mv _o ²

F (v _o ² /2a) = – ½ mv _o ²

(F/2a) v _o ² = – ½ mv _o ²

F/2a = – ½ м

F = (2)(a)(-1/2)(m)

F = – (a)(m)

а = – (Ф / м)

а = – 0.02 Ньютона / 0.01 килограмма

а = – 2 Ньютона/килограмм

а = – 2 м/ ^с²

Уравнение для расчета начальной скорости (v _o ) при неравномерном линейном движении:

v _t = v _o + at —–> Конечная скорость (v _t ) = 0, Ускорение (a) = 2 м/с² ^, интервал времени (t) = 3 секунды

0 = v _o + (-2)(3)

0 = v _o – 6

v _o = 6 метров/секунду

Работа (W), совершаемая силой трения:

W = – ½ мВ _o ² = -1/2 (0.01)(6 ² ) = -1/2 (0.01)(36)

W = -1/2 (0.36)

Вт = – 0.18 Джоуля

Работа, совершаемая силой трения, имеет отрицательный знак, что означает, что работа уменьшает механическую энергию объекта.

Если известно значение d, работу можно рассчитать, используя уравнение W = Fd.

Правильный ответ - Б.

[wpdm_package id = '1178 ′]

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

Читать далее

Работа-кинетическая энергия :

1. Автомобиль массой 5000 кг разгоняется из состояния покоя до скорости 20 м/с². Определите суммарную работу, совершенную над автомобилем.

Известно:

Масса (m) = 5000 кг

Начальная скорость (v _o ) = 0 м/с ( автомобиль в состоянии покоя )

Конечная скорость (v _t ) = 20 м/с

Требуется : специалист по связям.

решение:

Принцип работы и кинетической энергии :

W _net = Δ EK

W _нетто = ½ м (v _t ² – v _o ² )

W _net = сетевая работа

ΔEK = изменение кинетической энергии

m = масса (кг),

v _t = конечная скорость (м/с),

v _o = начальная скорость (м/с).

Сеть:

W _нетто = ½ м (v _t ² – v _o ² )

W _нетто = ½ (5000)(20 ² – 0 ² )

W _нетто = (2500)(400 – 0)

W _нетто = (2500)(400)

Вт _нетто = 1000,000 Джоулей

2. Объект массой 10 кг разогнан с 5 м/с до 10 м/с. Определите суммарную работу, совершенную над объектом!

Известно:

Масса (m) = 10 кг

Начальная скорость (v _o ) = 5 м/с

Конечная скорость (v _t ) = 10 м/с

Требуется : специалист по связям.

решение:

Сеть:

W _net = Δ EK

W _нетто = ½ м (v _t ² – v _o ² )

W _нетто = ½ (10)(10 ² – 5 ² )

W _нетто = (5)(100 – 25)

W _нетто = (5)(75)

Вт _нетто = 375 Джоулей

3. Автомобиль массой 2000 кг замедляется с 10 м/с до 5 м/с. Какова работа, совершенная над автомобилем?

Известно:

Масса автомобиля (м) = 2000 кг

Начальная скорость (v _o ) = 10 м/с

Конечная скорость (v _t ) = 5 м/с

Требуется: сеть контактов

решение:

Сеть:

W _net = Δ EK

W _нетто = ½ м (v _t ² – v _o ² )

W _нетто = ½ (2000)(5 ² – 10 ² )

W _нетто = (1000)(25 – 100)

W _нетто = (1000)(-75)

Вт _нетто = -75 000 Джоулей

Знак минус указывает на то, что направление перемещения противоположно направлению результирующей силы.

4. На объект массой 10 кг действует постоянная сила 60 Н в течение 12 секунд. Начальная скорость объекта составляет 6 м/с, а направление движения объекта совпадает с направлением силы.

(1) Работа, совершенная над объектом, составляет 30 240 Джоулей.

(2) Конечная кинетическая энергия составляет 30 240 джоулей.

(3) Мощность составляет 2,520 Вт

(4) Увеличение кинетической энергии объекта составляет 180 Джоулей.

Правильные утверждения следующие…

Известно:

Усилие (F) = 60 Н

Интервал времени (t) = 12 секунд

Масса объекта (m) = 10 кг

Начальная скорость (v _o ) = 6 м/с

Требуется: правильные утверждения

решение:

Ускорение объекта:

∑F = ma

60 = 10 а

а = 60 / 10 = 6 м/ ^с²

Конечная скорость:

v _t = v _o + at

v _t = 6 + (6)(12)

v _t = 6 + 72

v _t = 78 м/с

Расстояние , пройденное за 12 секунд:

s = v _o t + 1/2 at ²

s = (6)(12) + 1/2 (6)(12) ²

s = 72 + (3)(144)

с = 72 + 432

с = 504 метров

(1) Работа, совершаемая силой

W = F s = (60)(504) = 30 240 Джоулей

(2) Конечная кинетическая энергия

КЭ = 1/2 мВ _t ² = 1/2 (10)(78) ² = (5)(6084) = 30 420 Джоулей

(3) Мощность

P = Вт / t = 30 240 / 12 = 2,520 Джоулей/секунду

(4) Увеличение кинетической энергии

ΔKE = 1/2 мв _t ² – 1/2 мв _o ² = 1/2 м (v _t ² – v _o ² ) = 1/2 (10)(78 ² – 6 ² ) = 5 (6084 –36) = 5 (6048)

ΔKE = 30 240 Джоулей

5. Основная работа выполняется объектом номер…

решение:

Суммарная работа = изменение кинетической энергии

W _нетто = ½ м (v _t ² – v _o ² )

Более масштабная работа:

W ₁ = ½ (8)(4 ² – 2 ² ) = (4)(16 – 4) = (4)(12) = 48 Джоулей

W ₂ = ½ (8)(5 ² –3 ² ) = (4)(25 – 9) = (4)(16) = 64 Джоуля

W ₃ = ½ (10)(6 ² – 5 ² ) = (5)(36 – 25) = (5)(11) = 55 Джоулей

W ₄ = ½ (10)(4 ² – 0 ² ) = (5)(16 – 0) = (5)(16) = 80 Джоулей

W ₅ = ½ (20)(3 ² – 3 ² ) = (10)(9 – 9) = (10)(0) = 0 Джоулей

6. Автомобиль массой 4000 кг движется по прямой линии со скоростью 25 м/с. Автомобиль замедляется, так что его конечная скорость составляет 15 м/с. Какова работа, совершенная над автомобилем?

Известно:

Масса (м) = 4000 кг

Начальная скорость (v _o ) = 25 м/с

Конечная скорость (v _t ) = 15 м/с

Требуется : ремонт автомобиля

решение:

W _нетто = ½ м (v _t ² – v _o ² ) = ½(4000)(15 ² -25 ² ) = (2000)(225-625) = (2000)(-400) = -800 000 Джоулей = -800 кДж

7. Мяч массой 0.1 кг брошен горизонтально со скоростью 6 м/с с высоты 5 метров. Если ускорение свободного падения равно 10 м/с² ^, то какова кинетическая энергия мяча на высоте 2 метров?

Известно:

Масса (м) = 0.1 кг

Изменение высоты (h) = 5 м – 2 м = 3 метра

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

Требуется: кинетическая энергия на высоте 2 метров.

решение:

Движение снаряда можно понять, анализируя отдельно горизонтальную и вертикальную составляющие движения. Движение в горизонтальном направлении рассматривается как движение с постоянной скоростью , а движение в вертикальном направлении — как свободное падение или вертикальное движение.

Начальная механическая энергия равна гравитационной потенциальной энергии.

PE = mgh = (0.1)(10)(3) = 3 Джоуля.

Конечная механическая энергия равна кинетической энергии.

Кинетическая энергия = 3 Джоуля.

8. Автомобиль массой 1000 кг разгоняется из состояния покоя и движется со скоростью 5 м/с. Какова работа, совершаемая автомобилем?

Известно:

Масса (м) = 1000 кг

Начальная скорость (v _o ) = 0

Конечная скорость (v _t ) = 5 м/с

Требуется: Работа (W), выполняемая на автомобиле.

решение:

W _нетто = ½ м (v _t ² – v _o ² )

Работа, выполненная на автомобиле:

Вт _нетто = ½ (1000)(5² ^– 0² ⁾ = (500)(25 – 0) = (500)(25) = 12 500 Джоулей

9. Мяч массой 500 грамм брошен вертикально вверх с поверхности Земли с начальной скоростью 10 м/с² ^. Ускорение свободного падения равно 10 м / ^с² . Какова работа, совершаемая силой тяжести, когда мяч достигает максимальной высоты?

Известно :

Масса шара (m) = 500 грамм = 0.5 кг

Начальная скорость (v _o ) = 10 м/ ^с²

Конечная скорость (v _t ) = 0 (скорость в самой высокой точке)

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

Требуется: работа (W), выполняемая по весу.

решение:

Суммарная работа, совершаемая результирующей силой над объектом, равна изменению кинетической энергии.

W _net = ΔEK = EK _t – EK _o

Wnet = ½ мВ _t ² – ½ мВ _o ² = ½ м (v _t ² – v _o ² )

KE _t = конечная кинетическая энергия, KE _o = начальная кинетическая энергия, m = масса объекта, v _t = конечная скорость объекта, v _o = начальная скорость объекта.

Сеть:

W _нетто = ½ м (v _t ² – v _o ² ) = ½ (0.5)(0 ² – 10 ² )

Вт _нетто = (0.25)(-100) = -25 Джоулей

Знак минус указывает на то, что направление перемещения противоположно направлению веса мяча. Мяч движется вертикально, а вес направлен вертикально.

10. Объект массой 1 кг находится в свободном падении с разницей высот 2.5 метра. Ускорение свободного падения равно 10 м/ ^с² . Какова работа, совершенная над объектом?

Известно:

Масса шара (m) = 1 кг

Начальная скорость (v _o ) = 0 м/с

Высота (h) = 2.5 метров

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

Требуется: помощь в организации переезда.

решение:

Конечная скорость мяча (v _t )

Расчеты производились по уравнению свободного падения. Известно: ускорение свободного падения (g) = 10 м/с² ^, изменение высоты шара (h) = 2.5 метра. Требуется: конечная скорость.

v _t ² = 2 gh = 2(10)(2.5) = 2(25)

v _t = √2(25)

v _t = 5√2

Суммарная работа = изменение кинетической энергии

W _net = ΔEK = ½ м (v _t ² – v _o ² ) = ½ (1){(5√2) ² – 0 ² }

W _нетто = ½ (25)(2) = 25 Джоулей

11. Объект массой 2 кг движется со скоростью 72 км/час. После прохождения 400 метров конечная скорость объекта составляет 144 км/час. Ускорение свободного падения равно 10 м/ ^с² . Найдите суммарную работу.

Известно:

Масса объекта (m) = 2 кг

Начальная скорость (v _o ) = 72 км/час = 20 м/с

Конечная скорость (v _t ) = 144 км/ч = 40 м/с

Расстояние (с) = 400 метров

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

Требуется: Сеть

решение:

Суммарная работа равна изменению кинетической энергии.

W _net = ΔEK = ½ м (v _t ² – v _o ² ) = ½ (2)(40 ² – 20 ² }

W _нетто = ½ (2)(1600 – 400) = 1200 Джоулей

12. Объект массой 2 кг движется со скоростью 2 м/ ^с . Работа, совершенная над объектом, составляет 21 Джоуль. Какова конечная скорость объекта?

Известно:

Масса (м) = 2 кг

Начальная скорость (v _o ) = 2 м/с

Работа (Вт) = 21 Джоуль

Требуется: конечная скорость (v _t )

решение:

W _net = ΔEK

W _net = 1/2 mv _t ² -1/2 mv _o ²

W _нетто = 1/2 м (v _t ² – v _o ² )

21 = 1/2 (2) (v _t ² – 2 ² )

21 = (v _t ² – 2 ² )

21 = v _t ² – 4

v _t ² = 21 + 4 = 25

v _t = √25

v _t = 5 м/с

1 3. На объект массой 16 кг действует постоянная сила 8 Н. Если объект изначально находится в состоянии покоя, определите скорость объекта после того, как сила будет действовать на него в течение 4 секунд.

Известно:

Постоянная сила (F) = 8 Ньютонов

Масса объекта (m) = 16 кг

Начальная скорость объекта (v _o ) = 0 м/с

Временной интервал действия силы на объект (t) = 4 секунды

Требуется: конечная скорость (v _t )

решение:

Работа = Изменение кинетической энергии

W = KE конечная – KE начальная

W = ½ mv _t ² – ½ mv _o ²

W = ½ mv _t ² – 0

W = ½ mv _t ² — Уравнение 1

Работа = Сила × Перемещение

W = F д

W = 8 д

Используйте приведенное ниже уравнение неравномерного линейного движения для расчета перемещения (d):

d = v _o t + ½ at ²

d = перемещение, v _o = начальная скорость, t = интервал времени, a = ускорение

d = 0 + ½ at ² = ½ at ² —-> a = (v _t – v _o ) / t = v _t / t

d = ½ (v _t / t) t ²

^d = ½ (v _t ) t

Измените перемещение (d) в уравнении работы с перемещением (d) в этом уравнении:

W = 8 д

W = 8(1/2)(v _t )(t)

W = (4)(v _t )(t) — уравнение 2

Уравнение 1 = Уравнение 2

Вт = Вт

½ mv _t ² = (4)(v _t )(t)

½ mv _t = (4)(t)

½ (16)(v _t ) = 4(4)

8 v _t = 16

v _t = 16 / 8

v _t = 2 метра/секунду

14. Чтобы увеличить скорость объекта в 2 раза по сравнению с начальной скоростью, определите работу, необходимую в этом процессе…

Известно:

Масса объекта (m) = 1 кг

Начальная скорость (v _o ) = 1 м/с

Конечная скорость (v _t ) = 2 x начальная скорость = 2 x 1 = 2 м/с

Требуется: Работа

решение:

Начальная кинетическая энергия:

KE начальный = ½ мВ _o ² = ½ (1)(1) ² = ½ (1)(1) = ½ (1) = 0.5

Конечная кинетическая энергия достигается, когда скорость объекта становится в 2 раза больше его начальной скорости:

TO final = ½ mv _t ² = ½ (1)(2) ² = ½ (4) = 2

Теорема о работе и кинетической энергии:

Работа = Изменение кинетической энергии

Работа = Конечная кинетическая энергия - Начальная кинетическая энергия

Работа = 2 – 0.5

Работа = 1.5

Начальная кинетическая энергия = 0.5

Работа = 3 x 0.5 = 1.5

Требуемая работа в 3 раза превышает начальную кинетическую энергию.

15. Автомобиль массой 1500 кг движется со скоростью 36 км/час по прямой и ровной горизонтальной дороге. Автомобиль разогнался до 72 км/час. Определите работу, необходимую для разгона автомобиля.

Известно:

Масса автомобиля (м) = 1500 кг

Начальная скорость автомобиля (v₀ ₎ = 36 км/час = 36 000 метров / 3600 секунд = 10 метров/секунду

Конечная скорость автомобиля (v _t ) = 72 км/час = 72 000 метров / 3600 секунд = 20 метров/секунду

Требуется: Работа по ускорению автомобиля

решение:

Теорема о работе и кинетической энергии:

W = EK конечный – EK начальный

W = ½ мв _t ² – ½ мв _o ² = ½ м (v _t ² –v _o ² )

W = ½ (1500)(20 ² – 10 ² )

W = ½ (1500)(400 – 100)

W = ½ (1500)(300)

W = (1500)(150)

Вт = 225 000 Джоулей

16. Объект массой 2 кг первоначально движется со скоростью 72 км/час ^. После прохождения по горизонтальной прямой дороге на расстояние 400 м скорость объекта составляет 144 км/час ^. Определите полную работу, совершенную над объектом.

Известно:

Масса объекта (m) = 2 кг

Начальная скорость (v _o ) = 72 км/час = 72 000 метров / 3600 секунд = 20 м/с

Конечная скорость (v _t ) = 144 км/час = 144 000 метров / 3600 секунд = 40 м/с

Перемещение объекта = 400 метров

Требуется: разработка сети для данного объекта.

решение:

Теорема о работе и кинетической энергии гласит, что суммарная работа, действующая на объект, равна изменению кинетической энергии объекта.

W нетто = конечный – начальный

W net = ½ mv _t ² – ½ mv _o ²

W нетто = ½ м (v _t ² – v _o ² )

W нетто = ½ (2)(40 ² – 20 ² )

W нетто = 1600 – 400

Вт нетто = 1200 Джоулей

Описание :

W = работа, KE = кинетическая энергия

Кинетическая энергия

17. Пуля массой 10 грамм движется с постоянной скоростью 100 м/с. Какова кинетическая энергия пули?

Известно:

Масса пули (m) = 10 грамм = 10/1000 килограмма = 1/100 килограмма = 0.01 килограмма

Скорость пули (v) = 100 метров/секунду

Требуется: кинетическая энергия

решение:

KE = 1/2 ^mv²

Кинетическая энергия = 1/2 (0,01 кг)(100 м/с) ^²

КЭ = 1/2 (0,01 кг)(10 000 м ² /с ² )

КЭ = (0,01 кг)(5000 м ² /с ² )

Кинетическая энергия = 50 кг· ^м² / ^с²

Кинетическая энергия = 50 Джоулей

[wpdm_package id = '1191 ′]

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

Читать далее

1. Человек тянет блок на расстояние 2 м по горизонтальной поверхности под действием постоянной силы F = 20 Н. Определите работу, совершаемую силой F, действующей на блок.

Известно:

Усилие (F) = 20 Н

Перемещение (с) = 2 м

Угол (θ ) = 0

Требуется : Работа (W)

решение:

W = F d cos θ = (20)(2)(cos 0) = (20)(2)(1) = 40 Джоулей

2. На ящик, расположенный на расстоянии 1 м от горизонтальной поверхности, действует сила F = 10 Н. Сила действует под углом 30 ^° , как показано на рисунке ниже. Определите работу, совершаемую силой F!

Известно :

Усилие (F) = 10 Н

Горизонтальная сила (F _x ) = F cos 30 ^° = (10)(0.5√3) = 5√3 Н

Перемещение (d) = 1 метр

Требуется : Работа (W)?

Решение :

W = F _x d = (5√3)(1) = 5√3 Джоулей

3. Тело свободно падает из состояния покоя с высоты 2 м. Если ускорение свободного падения равно 10 м/с² ^, определите работу, совершаемую силой тяжести!

Известно:

Масса объекта (m) = 1 кг

Высота (h) = 2 м

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

Требуется: работа, совершаемая силой тяжести (W)

решение:

W = F d = wh = mgh

W = (1)(10)(2) = 20 Джоулей

W = работа, F = сила, d = расстояние, w = вес , h = высота, m = масса, g = ускорение свободного падения.

4. Объект массой 1 кг прикреплен к пружине так, что он удлинен на 2 см. Если ускорение свободного падения равно 10 м/с² ^, определите (а) постоянную пружины (б) работу, совершаемую силой пружины над объектом.

Известно:

Масса (м) = 1 кг

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

Удлинение (x) = 2 см = 0.02 м

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

Требуется: коэффициент жесткости пружины и работа, совершаемая силой пружины.

решение:

(а) Коэффициент жесткости пружины

Формула закона Гука :

F = k x.

k = F / x = w / x = mg / x

k = (1)(10) / 0.02 = 10 / 0.02

k = 500 Н/м

(б) работа, совершаемая силой пружины

W = – ½ kx ²

W = – ½ (500)(0.02) ²

W = – (250)(0.0004)

Вт = -0.1 Джоуля

Знак минус указывает на то, что направление силы пружины противоположно направлению перемещения объекта.

5. Сила F = 10 Н ускоряет ящик на расстояние 2 м. Пол шероховатый и создает силу трения Fk = 2 Н. Определите суммарную работу _, совершенную над ящиком.

Известно:

Усилие (F) = 10 Н

Сила кинетического трения (Fk ₎ = 2 Н

Водоизмещение (д) = 2 м

Требуется: специалист по сетям (W _net )

решение:

Работа, совершаемая силой F:

W ₁ = F d cos 0 = (10)(2)(1) = 20 Джоулей

Работа, совершаемая силой кинетического трения (Fk ₎ :

W ₂ = F _k d = (2)(2)(cos 180) = (2)(2)(-1) = -4 Джоуля

Сеть:

W _нетто = W ₁ – W ₂

W _нетто = 20 – 4

Вт _нетто = 16 Джоулей

6. Какова работа, совершаемая силой F над блоком?

Известно:

Сила (F) = 12 Ньютона

Перемещение (d) = 4 метра

Требуется: Работа (W)

решение:

W = F d = (12 Ньютонов)(4 метра) = 48 Н·м = 48 Джоулей

7. Блок толкают силой 200 Н. Перемещение блока составляет 2 метра. Какова работа, совершенная над блоком?

Известно:

Сила (F) = 200 Ньютона

Перемещение (d) = 2 метра

Требуется: Работа (W)

решение:

Работа :

W = F с

W = (200 Ньютонов)(2 метра)

W = 400 Н·м

Вт = 400 Джоулей

8. Водитель седана хочет припарковать свой автомобиль ровно в 0.5 м перед грузовиком, который находится на расстоянии 10 м от седана. Какова работа, требуемая от седана?

Известно:

Перемещение (d) = 10 метров – 0.5 метра = 9.5 метров

Сила (F) = 50 Ньютона

Требуется: Работа (W)

решение:

W = F с

W = (50 Ньютонов)(9.5 метра)

W = 475 Н·м

Вт = 475 Джоулей

9.

Работа, совершенная Томом и Джерри, позволила машинке проехать на расстояние до 4 метров. Силы, приложенные Томом и Джерри, составляют 50 Н и 70 Н.

Известно:

Перемещение (с) = 4 метра

Результирующая сила (F) = 50 Ньютонов + 70 Ньютонов = 120 Ньютонов

Требуется: Работа (W)

решение:

W = F s = (120 Ньютон)(4 метра) = 480 Н·м = 480 Джоулей

10. Водитель тянет автомобиль так, что автомобиль перемещается на расстояние 1000 см. Какова работа, совершенная над автомобилем?

Известно:

Сила (F) = 250 Ньютона

Перемещение (с) = 1000 см = 1000/100 метров = 10 метров

Требуется: Работа (W)

решение:

W = F s = (250 Ньютон)(10 метра) = 2500 Н·м = 2500 Джоулей

11. Исходя из приведенного ниже рисунка, если работа, совершенная результирующей силой, составляет 375 Джоулей, определите перемещение объекта.

Известно:

Работа (Вт) = 375 Джоулей

Чистая сила ( ΣF) = 40 Н + 10 Н – 25 Н = 25 Ньютонов ( вправо )

Требуется: Перемещение ( д )

решение:

Уравнение работы:

W = F с

Смещение объекта:

d = W / F = 375 Джоулей / 25 Ньютонов

d = 15 метров с

12. Ниже перечислены виды деятельности , которые не совершают работу :

А. Протолкнуть предмет на расстояние до 10 метров.

Б. Толкайте машину, пока она не сдвинется с места.

C. Сдвинуть стену

Д. Вытащил коробку

решение:

Уравнение работы:

W = ΣF s

W = работа , F = сила , d = перемещение

Исходя из приведенной выше формулы, работа совершается силой, и происходит перемещение.

Правильный ответ - С.

1 3. Эндрю толкает объект с силой 20 Н, так что объект движется по круговой траектории радиусом 7 метров. Определите работу, совершенную Эндрю при двукратном движении по кругу.

А. 0 Джоуля

Б. 1400 Джоулей

С. 1540 Джоулей

D. 1760 Джоуль

решение:

Если человек толкает инвалидную коляску, совершая два круговых движения, то человек и коляска возвращаются в исходное положение, поэтому перемещение человека равно нулю.

Перемещение равно 0, следовательно, работа равна 0.

Правильный ответ А.

14. Кто-то толкает предмет на полу с силой 350 Н. Пол оказывает силу трения 70 Н. Определите работу, совершаемую силой для перемещения предмета на расстояние до 6 метров.

А. 45 Дж

Б. 72 Дж

С. 1680 Дж

Д. 2580 Дж

Известно:

Сила толчка (F) = 350 Ньютонов

Сила трения ( _Ffric ) = 70 Ньютонов

Перемещение объекта (объектов) = 6 метров

Требуется: Работа (W)

решение:

На объект действуют две силы: сила толчка (F) и сила трения (Ffric ₎ . Сила толчка имеет то же направление, что и перемещение объекта, поскольку она совершает положительную работу. С другой стороны, сила трения имеет противоположное направление перемещению объекта, поэтому она совершает отрицательную работу.

Работа, совершаемая силой толчка:

W = F d = (350 Ньютонов)(6 метров) = 2100 Ньютон-метров = 2100 Джоулей

Работа, совершаемая силой трения:

W = – (F _fric )(s) = – (70 Ньютон)(6 метров) = – 420 Ньютон-метров = – 420 Джоулей

Сеть:

Вт нетто = 2100 Джоулей – 420 Джоулей

Вт нетто = 1680 Джоулей

Правильный ответ - С.

15. Объект толкают горизонтальной силой 14 Ньютонов по шероховатому полу, при этом сила трения составляет 10 Ньютонов. Определите суммарную работу перемещения объекта на расстояние до 8 метров.

А. 0.5 Джоуля

Б. 3 Джоулей

С. 32 Джоулей

D. 192 Джоуль

Известно:

Сила толчка (F) = 14 Ньютонов

Сила трения ( _Ffric ) = 10 Ньютонов

Перемещение объекта (d) = 8 метров

Требуется: Работа (W)

решение:

На объект действуют две силы: сила толчка (F) и сила трения (Ffric ₎.

Сила толчка направлена ​​в ту же сторону, что и перемещение объекта, поэтому она совершает положительную работу. С другой стороны, сила трения направлена ​​в противоположную сторону от перемещения объекта, поэтому она совершает отрицательную работу.

Работа, совершаемая силой толчка:

W = F s = (14 Ньютон)(8 метров) = 112 Ньютон-метров = 112 Джоулей

Работа, совершаемая силой трения:

W = – (F _fric )(s) = – (10 Ньютон)(8 метров) = – 80 Ньютон-метров = – 80 Джоулей

Сеть:

Вт нетто = 112 Джоулей – 80 Джоулей

Вт нетто = 32 Джоулей

Правильный ответ - С.

16. Определите суммарную мощность, исходя из приведенного ниже рисунка.

А. 360 Джоуля

Б. 450 Джоулей

С. 600 Джоулей

D. 750 Джоуль

решение:

Работа = Сила (F) × перемещение (d)

Работа = Площадь первого треугольника + площадь прямоугольника + площадь второго треугольника

Work = 1/2(40-0)(3-0) + (40-0)(9-3) + 1/2(40-0)(12-9)

Работа = 1/2(40)(3) + (40)(6) + 1/2(40)(3)

Работа = (20)(3) + 240 + (20)(3)

Работа = 60 + 240 + 60

Работа = 360 Джоулей

Правильный ответ А.

17. Кусок дерева длиной 60 см вертикально вбит в землю. По дереву ударяют молотком массой 10 кг с высоты 40 см над верхней частью куска. Если средняя сила сопротивления земли составляет 2 х 10³ Н ^, а ускорение свободного падения равно 10 м/с² ^, то дерево полностью погрузится в землю после… ударов.

4

Б. 16

С. 28

Д. 30

Известно:

Масса молотка (m) = 10 кг

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

Вес молотка (w) = mg = (10)(10) = 100 кг м/ ^с²

Смещение молотка до удара по дереву (d) = 40 см = 0.4 метра

Сопротивление древесины (F) = 2 x 10³ ^Н = 2000 Н

Длина древесины (s) = 60 см = 0.6 метра

Требуется: После удара древесина полностью уйдет в землю.

решение:

Работа, совершаемая над молотком при его перемещении на расстояние до 0.4 метра, составляет:

W = F d = ws = (100 Н)(0.4 м) = 40 Нм = 40 Джоулей

Работа, совершаемая силой сопротивления грунта:

W = F d = (2000 Н)(0.6 м) = 1200 Нм = 1200 Джоулей

Древесина полностью уйдет в землю после… удара.

1200 Джоулей / 40 Джоулей = 30

Правильный ответ - Д.

[wpdm_package id = '1192 ′]

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

Читать далее

1. Расстояние Земли от Солнца составляет 149.6 × ^10⁶ км, а период обращения Земли вокруг Солнца равен 1 году. Рассчитайте T² ^/ r³^.

Известно:

T = 1 год, r = 149.6 x ^10⁶ км

Требуется : T ² / r ³ = … ?

Решение :

k = T² / р³ = 1² / (149.6 х 10⁶)³ = 1 / (3348071.9 x 10¹⁸) = 2.98 х 10^-25 год²/ км³

2. Универсальная постоянная (G) = 6.67 x 10⁻¹¹ ^{Нм² /} кг² и ^{постоянная} Солнца 1.99 x ^10³⁰ кг.

3. Среднее расстояние Земли от Солнца составляет 149.6 × 10⁶ ^км , а среднее расстояние Меркурия от Солнца — 57.9 × ^10⁶ км. Период обращения Земли вокруг Солнца составляет 1 год. Каков период обращения Меркурия?

Известно:

радиус Земли = 149.6 х ^10⁶ км

радиус ртути = 57.9 х ^10⁶ км

Время жизни Земли = 1 год

Требуется: 1000 мкг ртути?

решение:

[wpdm_package id = '953 ′]

1. Задачи и решения закона всемирного тяготения Ньютона
2. Гравитационные силы, проблемы, связанные с весом, и их решения.
3. Проблемы и решения, связанные с ускорением свободного падения.
4. Проблемы и решения, связанные с геосинхронными спутниками.
5. Проблемы и решения законов Кеплера

Читать далее

1. Какова высота геосинхронного спутника над поверхностью Земли?

G = универсальная постоянная = 6.67 х ^10⁻¹¹ Н· ^м² / ^кг²

M = масса Земли = 5.97 × ^10²⁴ кг

T = 24 часа = 24 (3600 секунд) = 86,400 4 секунд = 8.64 x ^10⁴ секунд

Решение

Высота спутника над поверхностью Земли = 4.22 x 10⁷ ^м = 4.22 x ^10⁴ км = 42 200 км

Высота спутника над поверхностью Земли = 6.38 x 10⁶ ^м = 6.38 x ^10³ км = 6380 км

Высота спутника над поверхностью Земли = расстояние спутника от центра Земли – радиус Земли

Высота спутника над поверхностью Земли = 42 200 км – 6380 км

Высота спутника над поверхностью Земли = 35 820 км

2. Какова скорость геосинхронного спутника?

Универсальная постоянная (G) = 6.67 х ^10⁻¹¹ Н· ^м² / ^кг²

Масса Земли (m _E ) = 5.97 x ^10²⁴ кг

Расстояние между спутником и центром Земли (r) = 4.22 х ^10⁷ м

Решение

или используйте это уравнение

[wpdm_package id = '949 ′]

1. Задачи и решения закона всемирного тяготения Ньютона
2. Гравитационные силы, проблемы, связанные с весом, и их решения.
3. Проблемы и решения, связанные с ускорением свободного падения.
4. Проблемы и решения, связанные с геосинхронными спутниками.
5. Проблемы и решения законов Кеплера

Читать далее

1. Расстояние между человеком массой 40 кг и человеком массой 30 кг составляет 2 м. Какова величина силы тяжести , которую каждый из них оказывает на другого? Универсальная постоянная = 6.67 × ^10⁻¹¹ Н· ^м² / ^кг²

Известно:

m ₁ = 40 кг, m ₂ = 30 кг, r = 2 м, G = 6.67 x ^10⁻¹¹ Н· ^м² / ^кг²

Требуется: определить величину силы гравитации (F)?

решение:

2. Расстояние между Землей и Луной (r) составляет 3.84 х 10⁸ ^м . Какова величина гравитационной силы, которую каждая из них оказывает на другую?

Известно:

Масса Земли (m _E ) = 5.97 x ^10²⁴ кг

Масса Луны (м³/ _М ) = 7.35 х ^10²² кг

Расстояние между центром Земли и центром Луны (r) = 3.84 х ^10⁸ м

Универсальная постоянная (G) = 6.67 х ^10⁻¹¹ Н· ^м² / ^кг²

Требуется: Величина силы гравитации (Ф)

решение:

3. На каком расстоянии от Земли величина гравитационной силы Земли равна нулю, а Луна равна нулю?

Известно:

Масса Земли = 5.97 х ^10²⁴ кг

Масса Луны = 7.35 х ^10²² кг

Расстояние между центром Земли и центром Луны (r) = 3.84 х ^10⁸ м.

Универсальная постоянная ( G) = 6.67 х ^10⁻¹¹ Н· ^м² / ^кг²

Требуется: расстояние от Земли

решение:

Результирующая сила гравитации равна нулю.

Используйте формулу квадратного уравнения:

А = – 6.35

B = – 7.68 x ^10⁸

C = 87.76 x ^10⁻¹⁴

 

[wpdm_package id = '955 ′]

1. Задачи и решения закона всемирного тяготения Ньютона
2. Гравитационные силы, проблемы, связанные с весом, и их решения.
3. Проблемы и решения, связанные с ускорением свободного падения.
4. Проблемы и решения, связанные с геосинхронными спутниками.
5. Проблемы и решения законов Кеплера

 

Читать далее