5 príkladov otázok o potenciálnej energii
Gravitačná potenciálna energia
1. Na vertikálne zdvihnutie predmetu s hmotnosťou 50 kg sa spotrebuje 4 900 joulov energie. Predmet vystúpi do výšky … (g = 9,8 m/s).-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
Opýtal sa: 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 joule
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
Opýtal sa: Potenciálna energia pružiny
Odpoveď:
Na výpočet konštanty pružiny použite údaje z grafu.
Potenciálna energia pružiny:
ΔEP = 1/2 kx2
ΔEP = 1/2 (200 N/m)(0,08 m)2
ΔEP = (100 N/m)(0,0064 m2)
ΔEP = 0,64 Nm
3. Medzi nasledujúce podmienky:
(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 znázorňuje výsledky experimentu s pružinou, na ktorej je jeden koniec zaťažený. F predstavuje hmotnosť záťaže a ΔL 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
Opýtal sa: 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 ∆L2 = 1/2 (500 N/m)(0,1 m)2 = (250 N/m)(0,01 m2) = 2,5 Newton metrov = 2,5 Joulov.
Správna odpoveď je B.
5. Graf (Fx) znázorňuje vzťah medzi silou a zväčšením dĺžky pružiny. Potenciálna energia 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 :
F = 40 Newtonov
Δx = 0,08 metra
Opýtal sa Potenciálna energia pružiny?
Džavab :
Konštanta pružiny:
k = F / Δx
Potenciálna energia pružiny:
EP = ½ k Δx2 = ½ (F/Δx) Δx2 = ½ F Δx
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
