Vzorec pre zákon zachovania mechanickej energie, potenciálna energia pružiny, jednoduché stroje

Príklady otázok a vzorcov pre zákon zachovania mechanickej energie, potenciálnu energiu pružín, jednoduché stroje

Zákon zachovania mechanickej energie

1. Objekt má konštantnú mechanickú energiu, rastúcu kinetickú energiu a klesajúcu gravitačnú potenciálnu energiu. Objekt je v stave….

1. diam
2. posunúť sa hore
3. posunúť sa nadol
4. zrýchlený pohyb nahor

Diskusia
Čím väčšia je kinetická energia, tým väčšia je rýchlosť objektu a čím menšia je gravitačná potenciálna energia, tým nižšia je výška objektu nad zemou. K tomu dochádza, keď sa objekt pohybuje z určitej výšky smerom k zemi.

Vzťah medzi rýchlosťou a kinetickou energiou je znázornený vzorcom pre kinetickú energiu:
EK = ½ mV²
Popis vzorca: EK = kinetická energia, m = hmotnosť, v = rýchlosť

Vzťah medzi výškou a gravitačnou potenciálnou energiou je znázornený vzorcom pre gravitačnú potenciálnu energiu:
EP = mgh
Popis vzorca: EP = gravitačná potenciálna energia, m = hmotnosť, g = gravitačné zrýchlenie, h = výška
Správna odpoveď je C.

Jednoduchý stroj
2. Pomer dĺžky a a b v schematickom diagrame jednoduchého stroja je a : b = 1 : 2,2. Minimálna hodnota sily F na zdvihnutie bremena B s hmotnosťou 330 Newtonov je… Newton

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

Diskusia
Je známe, že:
Dĺžka a = nosné rameno (l_B) = 1
Dĺžka b = rameno sily (l_F) = 2,2
Tiažová sila (w) = 330 Newtonov
Opýtal sa: Páková sila (F)
Odpoveď:
Vzorec pre mechanickú výhodu jednoduchého pákového stroja:
KM = š / F = l_F / l_B
Informácie:
KM = mechanická výhoda, w = gravitácia, F = pákový efekt, l_F = rameno sily, l_B = nosné rameno
 
š / F = l_F / l_B
330 / F = 2,2 / 1
330 / F = 2,2
330 / 2,2 = F
F = 150 Newtonov
Správna odpoveď je B.

3. Pozrite sa na obrázok na boku. Študent presúva predmet z bodu A do bodu B silou F, ako je znázornené na obrázku. Ak zanedbáme trenie medzi predmetom a doskou, mechanická výhoda tejto činnosti je….

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

Diskusia
Je známe, že:
Výška naklonenej roviny (y) = 4 metre – 1 meter = 3 metre
Dĺžka rovnej plochy (x) = 4 metre
Opýtal sa: Mechanická výhoda (MC) naklonenej roviny
Odpoveď:
Vypočítajte dĺžku naklonenej roviny pomocou Pytagorovho vzorca:
R = √3²+4² = √9+16 = √25 = 5 metrov
Mechanické výhody naklonenej roviny:
KM = R / y
KM = 5 metrov / 3 metre
KM = 5/3
Správna odpoveď je B.

Potenciálna energia pružiny

4. Skokanský aréna používa pružinovo zaťaženú základňu, ktorá poskytuje športovcovi tlak smerom nahor na začatie skoku. Keď na ňu športovec skočí silou 500 N, pružina sa skráti o 4 cm. Množstvo potenciálnej energie, ktorú pružina poskytuje na pohon športovca, je….

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

Diskusia
Je známe, že:
Sila (F) = 500 N
Zmena dĺžky pružiny (Δx) = 4 cm = 0,04 m
Opýtal sa: Potenciálna energia pružiny
Odpoveď:
Najprv vypočítajte elastickú konštantu pružiny pomocou Hookeovho vzorca:
k = F / Δx = 500 N / 0,04 m = 12500 N/m
Elastická potenciálna energia pružiny je:
EP = ½ k Δx² = ½ (12500)(0,04)² = (6250)(0,0016)
EP = 10 Jouly
Správna odpoveď je B.

Zdroj otázky:

Otázky OSN z fyziky pre druhý stupeň základnej školy