Vzorec pre prácu a veta o kinetickej energii práce

Príklady otázok a vzorcov pre prácu a vetu o kinetickej energii

Obchod

1. Vnuk tlačí invalidný vozík svojej starej mamy v kruhovom parku silou 20 N, polomer parku je 7 m, akú prácu vnuk vykoná za 2 otáčky?

1. 0 Joule
2. 1400 Joule
3. 1540 Joule
4. 1760 Joule

Diskusia
Obchodný vzorec: Práca = Sila x Posun
Ak vnúča dvakrát zatlačí invalidný vozík, vnúča aj invalidný vozík sa vrátia do pôvodnej polohy. Keďže návrat do pôvodnej polohy je nulový, aj posunutie je nulové.
Takže úsilie, ktoré vnuk vynaložil, je nulové.
Správna odpoveď je A.

2. Školník tlačí skriňu po podlahe silou 350 N. Podlaha vyvíja treciu silu 70 N. Práca vykonaná na posunutie skrine o 6 metrov je:

1. 45 J
2. 72 J
3. 1680 J
4. 2580 J

Diskusia
Je známe, že:
Ťahová sila (F) = 350 Newtonov
Trecia sila (F_{potiahnutím prstom}) = 70 Newtona
Posunutie skrine (s) = 6 metrov
Opýtal sa: Obchod (W)
Odpoveď:
Na objekt pôsobia dve sily, a to tlačná sila (F) a trecia sila (F)._{potiahnutím prstom}).
Tlačná sila má rovnaký smer ako posunutie skrinky, takže tlačná sila vykonáva kladnú prácu. Naopak, trecia sila má opačný smer ako posunutie skrinky, takže trecia sila vykonáva zápornú prácu.
Práca vykonaná tlačnou silou:
W = F s = (350 Newtonov)(6 metre) = 2100 Newtonov metrov = 2100 Joulov
Práca vykonaná trecou silou:
W = – (F_{potiahnutím prstom})(s) = – (70 Newtonov)(6 metrov) = – 420 Newtonov metrov = – 420 Joulov
Celkové úsilie:
Celkom W = 2100 Joulov – 420 Joulov
Celkom W = 1680 Joulov
Správna odpoveď je C.

Veta o kinetickej energii práce

3. Na teleso s hmotnosťou 16 kg pôsobí konštantná sila 8 N. Ak je teleso spočiatku v pokoji, potom je rýchlosť telesa po pôsobení sily 4 sekundy….

1. 0,5 m / s
2. 2 m / s
3. 4 m / s
4. 8 m / s

Diskusia
Je známe, že:
Konštantná sila (F) = 8 Newtonov
Hmotnosť objektu (m) = 16 kg
Počiatočná rýchlosť objektu (v_o) = 0 m/s
Časový interval, počas ktorého sila pôsobí na objekt (t) = 4 sekundy
Opýtal sa: Konečná rýchlosť objektu (v_t)
Odpoveď:
Práca = Zmena kinetickej energie
W = konečná EK – počiatočná EK
W = ½ mV_t² – ½ mV_o²
W = ½ mV_t² - 0
W = ½ mV_t² —— Rovnica 1

Práca = Sila x Posun
W = F s
W = 8 s
Na výpočet posunutia (s) použite vzorec GLBB
s = v_o t + ½ pri²
Popis: s = posunutie, v_o = počiatočná rýchlosť, t = čas, a = zrýchlenie
s = 0 + ½ v bode² = ½ pri² —-> a = (v_t - v_o) / t = v_t
s = ½ (v_t / t) t²
s = ½ (v_t) t
Nahraďte posunutie (s) v pracovnej rovnici posunutím (s) v tejto rovnici:
W = 8 s
W = 8(1/2)(v)_t)(t)
W = (4)(v)_t)(t) —— Rovnica 2

Rovnica 1 = Rovnica 2
Š = Š
½ mV_t² = (4)(v)_t)(t)
½ mV_t = (4)(t)
½ (16)(v)_t) = 4(4)
8 v_t = 16
v_t = 16/8
v_t = 2 metre/sekundu
Správna odpoveď je B.

4. Na zvýšenie rýchlosti objektu na dvojnásobok jeho pôvodnej rýchlosti je potrebné vynaložiť úsilie...

1. 4-násobok jeho počiatočnej kinetickej energie
2. 3-násobok jeho počiatočnej kinetickej energie
3. 2-násobok jeho počiatočnej kinetickej energie
4. 1-násobok jeho počiatočnej kinetickej energie

Diskusia
Je známe, že:
Predpokladajme, že hmotnosť objektu (m) = 1 kg
Predpokladajme, že počiatočná rýchlosť (v_o) = 1 m/s
Konečná rýchlosť (v_t) = 2 x počiatočná rýchlosť = 2 x 1 = 2 m/s
Opýtal sa: Úsilie = … ​​?
Odpoveď:
Počiatočná kinetická energia:
Počiatočná EK = ½ mv_o² = ½ (1)(1)² = ½ (1)(1) = ½ (1) = 0,5
Konečná kinetická energia, keď je rýchlosť objektu dvojnásobkom jeho pôvodnej rýchlosti:
Konečná EK = ½ mv_t² = ½ (1)(2)² = ½ (4) = 2

Veta o pracovnej kinetickej energii:
Práca = Zmena kinetickej energie
Práca = Konečná kinetická energia – Počiatočná kinetická energia
Úsilie = 2 – 0,5
Úsilie = 1,5

Počiatočná kinetická energia = 0,5
Úsilie = 3 x 0,5 = 1,5
Takže zvýšenie rýchlosti objektu na dvojnásobok jeho pôvodnej rýchlosti si vyžaduje množstvo práce 3-násobok jeho počiatočnej kinetickej energie.
Správna odpoveď je B.

Zdroj otázky:

Otázky OSN z fyziky pre druhý stupeň základnej školy