8 príkladov potenciálnej energie a kinetickej energie
1. Pozrite sa na obrázok nižšie!
Predmet A má hmotnosť 1 500 gramov a nachádza sa v polohe znázornenej na obrázku. Po chvíli predmet spadne na zem. Potenciálna energia najväčší vo vlastníctve objektu A
je... (je známe, že g Zeme = 10 m/s2)
A. 158 400 joulov
B. 950 400 joulov
C. 5 860 800 joulov
D. 9 504 000 joulov
Diskusia
Je známe, že:
Uveďte všetky jednotky v medzinárodnej sústave
Zrýchlenie v dôsledku gravitácie (g) = 10 m/ s²
Hmotnosť telesa (m) = 1500 gramov = 1500/1000 kilogramov = 1,5 kilogramu
Výška (v) = 20 metra
Otázka: Potenciálna energia objektu A
Odpoveď:
Objekt A má najväčšiu potenciálnu energiu, keď sa nachádza v najvyššom bode, ktorý je 20 metrov od povrchu zeme, a najmenšiu potenciálnu energiu, keď sa objekt nachádza na povrchu zeme.
Potenciálna energia objektu sa vypočíta pomocou vzorca pre gravitačnú potenciálnu energiu:
EP = mgh = (1,5 kg)(10 m/s² ) (20 m) = 300 kg m² / s² = 300 Joulov
Správna odpoveď je C.
2. Guľka s hmotnosťou 10 gramov sa pohybuje rýchlosťou 100 m/s. Kinetická energia guľky je…..
A. 158 400 joulov
B. 950 400 joulov
C. 5 860 800 joulov
D. 9 504 000 joulov
Diskusia
Je známe, že:
Hmotnosť strely (m) = 10 gramov = 10/1000 kilogramov = 1/100 kilogramov = 0,01 kilogramu
Rýchlosť strely (v) = 100 metrov/sekundu
Otázka: Kinetická energia strely
Odpoveď:
Kinetická energia strely sa vypočíta pomocou vzorca pre kinetickú energiu:
EK = 1/2 mv²
EK = 1/2 (0,01 kg)(100 m/s) ²
EK = 1/2 (0,01 kg) (10 000 m2 / s2 )
EK = (0,01 kg) (5000 m2 / s2 )
EK = 50 kg m² / s²
EK = 50 joulov
Správna odpoveď je A.
3. Auto A a auto B majú rovnakú hmotnosť. Obe autá sa pohybujú s rôznou kinetickou energiou. Ak je kinetická energia auta A v porovnaní s kinetickou energiou auta B 4:9, potom je rýchlosť auta A v porovnaní s rýchlosťou auta B….
A. 2:3
B. 3:2
C. 4:9
D. 9:4
Diskusia
Je známe, že:
Kinetická energia auta A (EKA) = 4
Kinetická energia auta B (EKB) = 9
Hmotnosť vozidla A (mA) = hmotnosť vozidla B (mB) = m
Otázka: Rýchlosť auta A v porovnaní s rýchlosťou auta B
Odpoveď:
Predpokladajme, že hmotnosť auta A = hmotnosť auta B = m = 1
Kinetická energia auta A:
EK = ½ mV2 —-> Vzorec kinetickej energie
4 = ½ (1) v2
(2)(4) = v2
vA = √(2)(4)
Kinetická energia auta B:
EK = ½ mV2 —-> Vzorec kinetickej energie
9 = ½ (1) v2
(2)(9) = v2
vB = √(2)(9)
Porovnanie rýchlosti auta A a auta B:
vA :vB
√(2)(4) : √(2)(9)
2√2 : 3√2
2: 3
Správna odpoveď je A.
4. Dva objekty A a B majú rovnakú hmotnosť. Objekt A sa pohybuje s kinetickou energiou 4 J a B s kinetickou energiou 16 J. Pomer rýchlosti objektu A k rýchlosti B je….
A. 1:2
B. 1:4
C. 2:1
D. 4:1
Diskusia
Je známe, že:
Kinetická energia objektu A (EKA) = 4 Joulov
Kinetická energia objektu B (EKB) = 16 Joulov
Hmotnosť objektu A (mA) = hmotnosť telesa B (mB) = m
Otázka: Porovnanie rýchlosti objektu A s rýchlosťou objektu B
Odpoveď:
Predpokladajme, že hmotnosť objektu A = hmotnosť objektu B = m = 1
Kinetická energia objektu A:
EK = ½ mV2 —-> Vzorec kinetickej energie
4 = ½ (1) v2
(2)(4) = v2
vA = √(2)(4)
Kinetická energia objektu B:
EK = ½ mV2 —-> Vzorec kinetickej energie
16 = ½ (1) v2
(2)(16) = v2
vB = √(2)(16)
Porovnanie rýchlosti auta A a auta B:
vA :vB
√(2)(4) : √(2)(16)
2√2 : 4√2
2: 4
1: 2
Správna odpoveď je A.
5. Dva objekty s rovnakou hmotnosťou sa pohybujú. Pomer kinetickej energie prvého a druhého objektu je 1:4. Pomer rýchlosti prvého objektu k druhému objektu je….
A. 1:2
B. 1:4
C. 2:1
D. 4:1
Diskusia
Je známe, že:
Kinetická energia prvého objektu (EK)1) = 1
Kinetická energia druhého objektu (EK)2) = 4
Hmotnosť prvého objektu (m1) = hmotnosť druhého telesa (m2) = m
Otázka: Porovnanie rýchlosti prvého objektu s rýchlosťou druhého objektu
Odpoveď:
Predpokladajme, že hmotnosť prvého telesa = hmotnosť druhého telesa = m = 1
Kinetická energia prvého objektu:
EK = ½ mV2 —-> Vzorec kinetickej energie
1 = ½ (1) v2
(2)(1) = v2
2 = v2
vA = 2 √
Kinetická energia druhého telesa:
EK = ½ mV2 —-> Vzorec kinetickej energie
4 = ½ (1) v2
(2)(4) = v2
vB = √(2)(4)
Porovnanie rýchlosti auta A a auta B:
v1 :v2
√2 : √(2)(4)
√2 : 2√2
1: 2
Správna odpoveď je A.
6. Blok sa kĺže po naklonenom povrchu konštantnou rýchlosťou. Premena energie, ktorá pri tom prebieha, je…
A. potenciálna energia → kinetická energia
B. kinetická energia → potenciálna energia
C. potenciálna energia → tepelná energia
D. kinetická energia → tepelná energia
E. tepelná energia → kinetická energia
Diskusia
Ak sa blok kĺže po naklonenom povrchu zhora nadol, potom sa gravitačná potenciálna energia premení na kinetickú energiu.
Správna odpoveď je A.
Pozrite sa na obvod na obrázku.
7. Matematické kyvadlo má počiatočný posun a potom harmonicky kmitá, ako je znázornené na obrázku. Ak je referenčným bodom pre meranie potenciálnej energie bod C, ktoré tvrdenie je správne?
(1) Kinetická energia kyvadla v bode A' je rovnaká ako kinetická energia kyvadla v bode B'
(2) Potenciálna energia kyvadla v bode A' je rovnaká ako potenciálna energia kyvadla v bode B'
(3) Rozdiel kinetickej energie kyvadla v bodoch A' a A je rovnaký ako rozdiel potenciálnej energie kyvadla v bodoch B' a B.
(4) Rýchlosť kyvadla v bode A' je rovnaká ako rýchlosť kyvadla v bode B.
Diskusia
Správne tvrdenia sú 1, 2 a 3.
8. Pozrite sa na obrázok!
Kinetická energia telesa v bode B = 100 J. Ak je hmotnosť telesa 2,5 kg, potom kinetická energia telesa pri dopade na zem v bode C je…
A. 350 J
B. 250 J
Cca 14 400 J
D. 52 800 J
Diskusia
Kinetická energia telesa pri jeho dosiahnutí bodu B:
EP = mgh = (2,5)(10)(4) = 100 Joulov
Kinetická energia telesa pri jeho dosiahnutí bodu C:
EP = mgh
EP = (2,5)(10)(4 + 6)
EP = (2,5)(10)(10)
EP = 250 Jouly
Správna odpoveď je B.
Zdroj otázky:
Otázky na národnú skúšku z prírodovedy pre druhý stupeň základnej školy/islamského druhého stupňa základnej školy
Otázky z fyziky SBMPTN
