Формула закона сохранения механической энергии, потенциальная энергия пружины, простые механизмы.

Примеры задач и формулы для закона сохранения механической энергии, потенциальной энергии пружины, простых механизмов.

Закон сохранения механической энергии

1. Объект обладает постоянной механической энергией, возрастающей кинетической энергией и убывающей гравитационной потенциальной энергией. Объект находится в состоянии…

1. диам
2. подняться
3. спуститься вниз
4. движение вверх ускоренное

Обсуждение
Чем больше кинетическая энергия, тем больше скорость объекта, и чем меньше гравитационная потенциальная энергия, тем ниже высота объекта над землей. Это происходит, когда объект движется с определенной высоты вниз к земле.

Взаимосвязь между скоростью и кинетической энергией демонстрируется формулой кинетической энергии:
ЭК = ½ мВ²
Описание формулы: EK = кинетическая энергия, m = масса, v = скорость

Взаимосвязь между высотой и гравитационной потенциальной энергией демонстрируется формулой гравитационной потенциальной энергии:
EP = mgh
Описание формулы: EP = гравитационная потенциальная энергия, m = масса, g = ускорение свободного падения, h = высота
Правильный ответ — C.

Простая машина
2. Отношение длин a и b на принципиальной схеме простой машины равно a : b = 1 : 2,2. Минимальное значение силы F, необходимое для подъема груза B весом 330 Ньютонов, составляет… Ньютон

1. 100
2. 150
3. 2200
4. 7260

Обсуждение
Известно, что:
Длина a = плечо нагрузки (l)_B) = 1
Длина b = плечо силы (l)_F) = 2,2
Сила тяжести (w) = 330 Ньютонов
Вопрос: Рычажная сила (F)
Джаваб:
Формула механического преимущества простой рычажной машины:
КМ = w / F = l_F / л_B
Информация :
КМ = механическое преимущество, w = сила тяжести, F = рычаг, l_F = плечо силы, л_B = разгрузочный рычаг
 
w / F = l_F / л_B
330 / F = 2,2 / 1
330 / F = 2,2
330 / 2,2 = F
F = 150 Ньютон
Правильный ответ — B.

3. Посмотрите на картинку сбоку. Ученик перемещает предмет из точки А в точку В с силой F, как показано на рисунке. Если пренебречь трением между предметом и доской, то механическое преимущество этого действия равно…

1. 4
2. 5/3
3. 5/4
4. 3/4

Обсуждение
Известно, что:
Высота наклонной плоскости (y) = 4 метра – 1 метр = 3 метра
Длина плоской поверхности (x) = 4 метра
Вопрос: Механическое преимущество (МС) наклонной плоскости
Джаваб:
Рассчитайте длину наклонной плоскости, используя формулу Пифагора:
R = √3²+4² = √9 + 16 = √25 = 5 метров
Механические преимущества наклонной плоскости:
KM = R / y
КМ = 5 метров / 3 метра
КМ = 5/3
Правильный ответ — B.

Потенциальная энергия пружины

4. В прыжковой арене используется пружинное основание, создающее восходящий импульс для начала прыжка спортсмена. Когда спортсмен прыгает на него с силой 500 Н, пружина укорачивается на 4 см. Количество потенциальной энергии, передаваемой пружиной для движения спортсмена, составляет…

1. 20 джоулей
2. 10 джоулей
3. 5 джоулей
4. 2 джоулей

Обсуждение
Известно, что:
Сила (F) = 500 Н
Изменение длины пружины (Δx) = 4 см = 0,04 м
Вопрос: Потенциальная энергия пружины
Джаваб:
Сначала рассчитайте коэффициент упругости пружины, используя формулу закона Гука:
k = F / Δx = 500 Н / 0,04 м = 12500 Н/м
Упругая потенциальная энергия пружины равна:
EP = ½ k Δx² = ½ (12500)(0,04)² = (6250)(0,0016)
ЭП = 10 Джоуля
Правильный ответ — B.

Источник вопроса:

Вопросы OSN по физике для средней школы