5 príkladov otázok o potenciálnej energii
Gravitačná potenciálna energia
1. Na zdvihnutie predmetu s hmotnosťou 50 kg do zvislého smeru sa spotrebuje 4 900 joulov energie. Predmet sa zdvihne do výšky … (g = 9,8 ms -2 )
A. 0,1 m
B. 10 m
cca 1 190 m
D. 245 m
V. 960 m
Diskusia
Je známe, že:
Zmena potenciálnej energie (ΔEP) = 4900 Joulov
hmotnosť objektu (m) = 50 kg
Zrýchlenie v dôsledku gravitácie (g) = 9,8 m/ s²
Hľadané: Objekt vystúpi do výšky (Δh)
Odpoveď:
ΔEP = mg Δh
4900 = (50)(9,8) Δh
Δh = 10 metrov
Správna odpoveď je B.
Potenciálna energia pružiny
2. Nasledujúci graf znázorňuje vzťah medzi F (silou) a x (zväčšením dĺžky) pružiny. Ak je pružina zdeformovaná o 8 cm, potom je potenciálna energia pružiny...
A. 1,6 × 10-5 joule
B. 6,4 × 10⁻⁴ Joulov
C. 5 860 800 joulov
D. 9 504 000 joulov
E. 128 Joulov
Diskusia
Je známe, že:
Sila (F) = 2 Newtonov
Zväčšenie dĺžky (x) = 1 cm = 1/100 metra = 0,01 metra
Priehyb pružiny = 8 cm = 8/100 metrov = 0,08 metra
Otázka: Potenciálna energia pružiny
Odpoveď:
Na výpočet konštanty pružiny použite údaje z grafu.
Potenciálna energia pružiny:
∆ EP = 1/2 kx 2
∆ EP = 1/2 (200 N/m) (0,08 m) 2
∆ EP = (100 N/m) (0,0064 m 2 )
∆ EP = 0,64 Nm
3. Medzi nasledujúce stavy objektov:
(1) Natiahnutá guma na prak
(2) Vychýlené kyvadlo
(3) Vyhrievaná žehlička
Objekty, ktoré majú potenciálnu energiu, sú očíslované...
A. (1)
B. (1) a (2)
C. (2)
D. (2) a (3)
E. (3)
Diskusia
(1) Natiahnutá guma na prak
Po natiahnutí má praková guma elastickú potenciálnu energiu.
(2) Vychýlené kyvadlo
Keď je kyvadlo vychýlené, má gravitačnú potenciálnu energiu.
Správna odpoveď je B.
4. Tabuľka nižšie zobrazuje výsledky experimentu s pružinou so záťažou na jednom konci. F predstavuje hmotnosť záťaže a ∆L predstavuje zväčšenie dĺžky. Vypočítajte prácu potrebnú na predĺženie pružiny o 10 cm.
A. 158 400 joulov
B. 950 400 joulov
C. 5 860 800 joulov
D. 9 504 000 joulov
E. 10 joulov
Diskusia
Je známe, že:
Predĺženie dĺžky pružiny (∆L) = 10 cm = 0,1 metra
Otázka: Snaha o predĺženie pružiny o 10 cm
Odpoveď:
Na výpočet tuhosti pružiny použite údaje z tabuľky:
k = F / ∆x = 20 N / 0,04 m = 500 N/m
k = F / ∆x = 30 N / 0,06 m = 500 N/m
k = F / ∆x = 40 N / 0,08 m = 500 N/m
Pružinová konštanta je 500 N/m
Úsilie potrebné na predĺženie pružiny o 10 cm je:
W = 1/2 k ∆L 2 = 1/2 (500 N/m)(0,1 m) 2 = (250 N/m)(0,01 m 2 ) = 2,5 Newton metrov = 2,5 Joulov.
Správna odpoveď je B.
5. Graf (Fx) znázorňuje vzťah medzi silou a zväčšením dĺžky pružiny. Veľkosť potenciálnej energie pružiny na základe vyššie uvedeného grafu je…
A. 20 joulov
B. 16 joulov
C. 3,2 joulov
D. 1,6 joulov
E. 1,2 joulov
Diskusia
Je známe, že :
F = 40 Newtonov
Δ x = 0,08 metra
Otázka : Potenciálna energia pružiny?
Odpoveď :
Konštanta pružiny:
k = F / Δx
Potenciálna energia pružiny:
EP = ½ k Δ x 2 = ½ (F/ Δ x) Δ x 2 = ½ F Δ x
EP = ½ (40)(0,08) = (20)(0,08) = 1,6 Joulov
Správna odpoveď je D.
Zdroj otázky:
Otázky z fyziky na národnej skúške pre stredné školy/odborné gymnázium
