Fizika

1. Telo z maso 1 kg prosto pada iz mirovanja z višine 80 m. Pospešek zaradi gravitacije je 10 m/s² ^. Kolikšna je kinetična energija telesa, ko udari ob tla?

Znano:

Masa (m) = 1 kg

Višina (v) = 80 m

Pospešek zaradi gravitacije (g) = 10 m/ ^s²

Iskana: kinetična energija, ko telo udari ob tla

Rešitev:

Začetna mehanska energija (ME _o ) = gravitacijska potencialna energija (PE)

M E _o = P E = mgh = (1)(10)(80) = 800 Joulov

Končna mehanska energija (M E _t ) = kinetična energija ( KE )

Načelo ohranitve mehanske energije :

M E _o = M E _t

PE = K E

800 = K E

Končna kinetična energija je 800 Joulov.

2. 4 kg težko telo prosto pade iz mirovanja z višine 10 m. Pospešek zaradi gravitacije je 10 ms ^–2 . Kolikšna je kinetična energija in hitrost na višini 5 metrov nad tlemi?

Znano:

Sprememba višine (h) = 10 – 5 = 5 metrov s

Masa (m) = 4 kg

Pospešek zaradi gravitacije (g) = 10 m/ ^s²

Iščemo: Kinetična energija na višini 5 metrov nad tlemi in hitrost na višini 5 metrov nad tlemi.

Rešitev:

(a) Kinetična energija na višini 5 metrov nad tlemi

Začetna mehanska energija (MEo ) ₌ gravitacijska potencialna energija ( PE )

M E _o = P E = mgh = (4)(10)(5) = 200 Joulov

Končna mehanska energija (EM _t ) = kinetična energija (EK)

M E _t = K E

Načelo ohranitve mehanske energije pravi, da je začetna mehanska energija = končna mehanska energija.

M E _o = M E _t

200 = K E

Kinetična energija na višini 5 metrov nad tlemi je 200 Joulov.

(b) hitrost na višini 5 metrov nad tlemi

Začetna mehanska energija (MEo ) ₌ končna mehanska energija ( MEt ₎

PE = K E

200 = ½ ^mv²

2(200) / 4 = ^v²

100 = v ²

v = √100

v = 10 m/s

Hitrost telesa na višini 5 metrov nad tlemi je 10 m/s.

3. Mango prosto pade iz mirovanja z višine 2 metrov. Gravitacijski pospešek je 10 ms ^–2 . Določite hitrost manga, ko pade na tla.

Znano:

Višina (v) = 2 metra s

Pospešek zaradi gravitacije (g) = 10 m/ ^s²

Iščem: hitrost manga, ko pade na tla.

Rešitev:

Začetna mehanska energija (MEo ) ₌ gravitacijska potencialna energija ( PE )

ME = PE = mgh = m (10)(2) = 20 m

Končna mehanska energija (M E _t ) = kinetična energija ( KE )

MEt ₌ K E = ½ ^mv²

Načelo ohranitve mehanske energije pravi, da je začetna mehanska energija = končna mehanska energija.

M E _o = M E _t

20 m = ½ ^mv²

20 = ½ proti ²

2(20) = ^v²

40 = v ²

v = √40 = √(4)(10) = 2√10 m/ s

[id_paketa wpdm='1166']

1. Delo, opravljeno s silo, problemi in rešitve
2. Problemi z delom in kinetično energijo ter rešitve
3. Problemi in rešitve načela delo-mehanska energija
4. Problemi in rešitve gravitacijske potencialne energije
5. Potencialna energija problemov elastične vzmeti in rešitve
6. Težave z napajanjem in rešitve
7. Uporaba ohranitve mehanske energije za gibanje v prostem padu
8. Uporaba ohranitve mehanske energije za gibanje navzgor in navzdol pri prostem padu
9. Uporaba ohranitve mehanske energije za gibanje na ukrivljeni površini
10. Uporaba ohranitve mehanske energije za gibanje po nagnjeni ravnini
11. Uporaba ohranitve mehanske energije za gibanje izstrelka

Preberi več

1. Oseba, ki stoji na robu pečine, vrže kamen, težak 1 kg, navzgor s hitrostjo 2 m/s, tako da kamen pade na vznožje pečine 40 metrov nižje. Kolikšna je kinetična energija kamna na višini 10 metrov nad tlemi? Pospešek zaradi gravitacije g = 10 m/ ^s².

Znano:

Masa (m) = 1 kg

Začetna hitrost (v _o ) = 2 m/s

Sprememba višine = 40 – 10 = 30 metrov

Pospešek zaradi gravitacije (g) = 10 m/ ^s²

Iščem: kinetično energijo kamna na višini 10 metrov nad tlemi

Rešitev:

Začetna mehanska energija

Začetna gravitacijska potencialna energija (EP) = mgh = (1)(10)(30) = 300 Joulov

Začetna kinetična energija (KE) = ½ mv _o ² = ½ (1)(2) ² = ½ (4) = 2 Joula

Začetna mehanska energija = začetna gravitacijska potencialna energija + začetna kinetična energija = 300 + 2 = 302 Joulov.

Končna mehanska energija

Končna mehanska energija = končna kinetična energija = začetna gravitacijska potencialna energija + začetna kinetična energija = 300 + 2 = 302 Joulov.

2. Oseba vrže predmet, težak 1 kg, navzgor v zrak z začetno hitrostjo 10 m/s. Določite (a) gravitacijsko potencialno energijo na največji višini (b) največji višini.

Pospešek zaradi gravitacije je 10 m/ ^s²

Znano:

Masa (m) = 1 kg

Začetna hitrost (v _o ) = 10 m/s

Pospešek zaradi gravitacije (g) = 10 m/ ^s²

Iščemo : gravitacijsko potencialno energijo na največji višini in največji višini

Rešitev:

(a) gravitacijska potencialna energija na največji višini

Začetna mehanska energija:

Začetna mehanska energija (ME) = začetna kinetična energija (KE) = ½ mv _o ² = ½ (1)(10) ² = ½ (100) = 50 Joulov.

Končna mehanska energija:

Končna mehanska energija (ME) = gravitacijska potencialna energija (PE)

Načelo ohranitve mehanske energije:

Začetna mehanska energija = končna mehanska energija

KE = PE

50 = osebni rekord

Gravitacijska potencialna energija je 50 Joulov.

(b) Največja višina

PE = mgh

50 = (1)(10) h

50 = 10 ur

v = 50 / 10 = 5 metrov

Največja višina je 5 metrov nad tlemi.

[id_paketa wpdm='1174']

1. Delo, opravljeno s silo, problemi in rešitve
2. Problemi z delom in kinetično energijo ter rešitve
3. Problemi in rešitve načela delo-mehanska energija
4. Problemi in rešitve gravitacijske potencialne energije
5. Potencialna energija problemov elastične vzmeti in rešitve
6. Težave z napajanjem in rešitve
7. Uporaba ohranitve mehanske energije za gibanje v prostem padu
8. Uporaba ohranitve mehanske energije za gibanje navzgor in navzdol pri prostem padu
9. Uporaba zakona o ohranitvi mehanske energije za gibanje na ukrivljeni površini
10. Uporaba ohranitve mehanske energije za gibanje po nagnjeni ravnini
11. Uporaba ohranitve mehanske energije za gibanje izstrelka

Preberi več

1. Na vzmet je pritrjena masa 2 kg. Če je raztezek vzmeti 4 cm, določite potencialno energijo elastične vzmeti . Pospešek zaradi gravitacije je 10 m/ ^s².

Znano:

Masa (m) = 2 kg

Pospešek zaradi gravitacije (g) = 10 m/ ^s²

Teža (w) = mg = (2)(10) = 20 N

Raztezek (x) = 4 cm = 0.04 m

Iščem: Potencialna energija elastične vzmeti

Rešitev:

Formula Hookejevega zakona :

F = kx

F = sila, k = konstanta vzmeti, x = sprememba dolžine vzmeti

Konstanta vzmeti:

k = w / x = 20 / 0.04 = 500 N/m

Potencialna energija elastične vzmeti:

PE = ½ kx ² = ½ (500)(0.04) ² = (250)(0.0016) = 0.4 Joula

Alternativna rešitev:

PE = ½ kx ² = ½ (š / x) x ² = ½ šx = ½ mgx

w = teža, m ​​= masa, x = sprememba dolžine vzmeti

PE = ½ (2)(10)(0.04) = (10)(0.04) = 0.4 Joula.

2. Raztezek vzmeti, raztegnjene s silo F = 50 N, je 10 cm. Kolikšna je potencialna energija elastične vzmeti, če je raztezek vzmeti 12 cm?

Znano:

Raztezek (x) = 10 cm = 0.1 m

Sila (F) = 50 N

Iščem : Potencialna energija elastične vzmeti

Rešitev:

Konstanta vzmeti:

k = F / x = 50 / 0.1 = 500 N/m

Potencialna energija elastične vzmeti, če je raztezek vzmeti 12 cm:

PE = ½ kx ² = ½ (500)(0.12) ² = (250)(0.0144) = 3.6 Joula.

3. Graf F glede na x je prikazan na spodnji sliki. Kolikšna je potencialna energija elastične vzmeti, če je raztezek vzmeti 10 cm?

Znano:

Sila (F) = 5 N

Raztezek vzmeti (x) = 2 cm = 0.02 m

Iščemo: Potencialna energija elastične vzmeti, če je raztezek vzmeti 0.1 m.

Rešitev:

Konstanta vzmeti:

k = F / x = 5 / 0.02 = 250 N/m

Potencialna energija elastične vzmeti, če je raztezek vzmeti 0.1 m:

PE = ½ kx ² = ½ (250)(0.1) ² = (125)(0.01) = 1.25 Joula.

4. Športnik skoči na vzmetno orožje z utežjo 500 N, vzmet se skrajša za 4 cm. Določite količino potencialne energije, ki bo športnika prisilila.

A. 20 joulov

B. 10 džulov

C. 5 joulov

D. 2 joulov

Znano:

Sila (F) = 500 N

Sprememba dolžine vzmeti (Δx) = 4 cm = 0.04 m

Iščem: Potencialna energija pomladi

Rešitev:

Izračunajte elastično konstanto vzmeti z uporabo enačbe Hookejevega zakona:

k = F / Δx = 500 N / 0.04 m = 12500 N/m

Elastična potencialna energija vzmeti:

PE = ½ k Δx ² = ½ (12500)(0.04) ² = (6250)(0.0016)

PE = 10 Joulov

Pravilen odgovor je B.

5. Vzmet z maso 500 gramov se pri obešanju poveča za 5 cm. Določite njeno konstanto in potencialno energijo.

Znano:

Masa predmeta (m) = 500 gramov = (500/1000) kg = 5/10 kg = 0.5 kg

Pospešek (g) = 10 m/ ^s²

Teža predmeta (w) = mg = (0.5 kg)(10 m/s² ⁾ = 5 kg m/s² ⁼ 5 Newtonov

Sprememba dolžine vzmeti (Δx) = 5 cm = 0.05 m

Iščemo: konstanto vzmeti (k) in potencialno energijo (PE)

Rešitev:

Najprej izračunajte konstanto vzmeti z uporabo enačbe Hookejevega zakona:

k = w / Δx = 5 N / 0.05 m = 100 N/m

Potencialna elastičnost vzmeti:

PE = ½ k Δx ² = ½ (100)(0.05) ² = (50)(0.0025)

PE = 0.125 Joulov

[id_paketa wpdm='1179']

1. Delo, opravljeno s silo, problemi in rešitve
2. Problemi z delom in kinetično energijo ter rešitve
3. Problemi in rešitve načela delo-mehanska energija
4. Problemi in rešitve gravitacijske potencialne energije
5. Problemi s potencialno energijo elastične vzmeti in rešitve
6. Težave z napajanjem in rešitve
7. Uporaba ohranitve mehanske energije za gibanje v prostem padu
8. Uporaba ohranitve mehanske energije za gibanje navzgor in navzdol pri prostem padu
9. Uporaba ohranitve mehanske energije za gibanje na krivuljah
10. Uporaba ohranitve mehanske energije za gibanje po nagnjeni ravnini
11. Uporaba ohranitve mehanske energije za gibanje izstrelka

Preberi več

1. Prosti pad telesa z maso 1 kg iz mirovanja z višine 10 m.

Določite:

(a) Delo , ki ga opravi sila gravitacije

(b) Sprememba gravitacijske potencialne energije

Pospešek zaradi gravitacije (g) = 10 m/ ^s²

Znano:

Masa (m) = 1 kg

Višina (v) = 10 m

Pospešek zaradi gravitacije (g) = 10 m/ ^s²

Teža (w) = mg = (1 kg)(10 m/s² ⁾ = 10 N

Rešitev:

(a) Delo, ki ga opravi sila gravitacije

Š = š = mgh

W = (1)(10)(10) = 100 Joulov

(b) Sprememba gravitacijske potencialne energije

Sprememba gravitacijske potencialne energije je enaka delu, ki ga opravi gravitacija.

Δ EP = 100 Joulov

2. Predmet z maso 10 N drsi navzdol po gladki nagnjeni ravnini vzdolž dolžine 2 metrov. Določite delo, ki ga opravi sila teže!

Znano:

teža (w) = 10 N

w _x = w sin θ = (10)(sin 30 ^o ) = (10)(0.5) = 5 N

d = 2 m

Pospešek zaradi gravitacije (g) = 10 m/ ^s²

Išče se: delo, ki ga opravi sila teže

Rešitev:

Š = Š d = š _x d = (5)(2) = 10 Joulov

Alternativna rešitev:

Sin 30 ^o = h / d

0.5 = h / 2

h = (0.5)(2)

h = 1m

Delo, ki ga opravi sila teže;

W = F d = wh = (10 N)(1 m) = 10 N m = 10 Joulov

3. Predmet z maso 1,500 gramov na višini 20 metrov nad tlemi prosto pada na tla. Kolikšna je gravitacijska potencialna energija predmeta? Pospešek zaradi gravitacije je 10 m/ ^s².

Znano:

Pospešek zaradi gravitacije (g) = 10 m/ ^s²

Masa (m) = 1500 gramov = 1500/1000 kilogramov = 1.5 kilograma

Višina (v) = 20 metra

Iščem: Gravitacijsko potencialno energijo

Rešitev:

PE = mgh = (1.5 kg)(10 m/s² ⁾ (20 m) = 300 kg m² ^/ s² ⁼ 300 Joulov

4. Na podlagi spodnje slike, če je masa predmeta 1 2 kg in masa predmeta 2 4 kg, je primerjava potencialne energije predmeta 1 in predmeta 2 ...

Znano:

Masa predmeta 1 (m₁) = 2 kilograma

Masa predmeta 2 (m² ₎ = 4 kilogrami

Višina 1 (h ₁ ) = 12 metrov

Višina 2 (h ₂ ) = 9 metrov

Iščem: Primerjava potencialne energije telesa 1 in telesa 2

Rešitev:

PE = mgh

m = masa (njena mednarodna enota je kilogram, skrajšano kg)

g = gravitacijski pospešek (mednarodna enota je meter na sekundo na kvadrat, skrajšano m/ ^s² )

h = višina (mednarodna enota je meter, skrajšano m)

PE = gravitacijska potencialna energija (njena mednarodna enota je kg m² ^/ s² ^ali Joule)

Gravitacijska potencialna energija objekta 1:

EP ₁ = m ₁ gh ₁ = (2)(g)(12) = 24 g

Gravitacijska potencialna energija objekta 2:

EP ₂ = m ₂ gh ₂ = (4)(g)(9) = 36 g

Primerjava potencialne energije objekta 1 in objekta 2:

PE ₁ : PE ₂

24 g : 36 g

24: 36

24/12 : 36/12

2: 3

[id_paketa wpdm='1175']

1. Delo, opravljeno s silo, problemi in rešitve
2. Problemi z delom in kinetično energijo ter rešitve
3. Problemi in rešitve načela delo-mehanska energija
4. Problemi in rešitve gravitacijske potencialne energije
5. Potencialna energija problemov elastične vzmeti in rešitve
6. Težave z napajanjem in rešitve
7. Uporaba ohranitve mehanske energije za gibanje v prostem padu
8. Uporaba ohranitve mehanske energije za gibanje navzgor in navzdol pri prostem padu
9. Uporaba ohranitve mehanske energije za gibanje na ukrivljeni površini
10. Uporaba ohranitve mehanske energije za gibanje po nagnjeni ravnini
11. Uporaba ohranitve mehanske energije za gibanje izstrelka

Preberi več

1. Škatla z maso 2 kg se upočasni z 10 m/s do mirovanja. Koeficient kinetičnega trenja je 0.2. Pospešek zaradi gravitacije je 10 m/s² ^. Kolikšna je velikost premika?

Znano;

Masa (m) = 2 kg

Začetna hitrost (v _o ) = 10 m/s

Končna hitrost (vt ₎ = 0 m/s

Koeficient kinetičnega trenja ( _μk ) = 0.2

Teža (w) = mg = (1 kg)(10 m/s² ⁾ = 10 kg m/s² ⁼ 10 N

Želena: velikost premika (d)

Rešitev:

Načelo dela in mehanske energije :

Wnc = ΔEM_​

Wnc ₌ ΔEK + ΔEP

W _nc = ½ m (v ^t² _– v ^o² ₎ + mgh

W _nc = delo, ki ga opravi nekonzervativna sila , ki deluje na telo

ΔEK = sprememba kinetične energije

ΔEP = sprememba potencialne energije

m = masa

v = hitrost

g = pospešek zaradi gravitacije

h = sprememba višine

Sprememba višine h = 0, zato je ΔEP = 0

Wnc ₌ ΔEK

Delo, ki ga opravi nekonzervativna sila:

W _nc = -F _c d = – μ _k N d = – μ _k wd = – μ _k mgd

Wnc = -(0.2)(2)(10)(s ₎

W _nc = – (4)(2)

Znak minus pomeni, da je smer kinetične sile trenja nasprotna smeri premika.

Sprememba kinetične energije:

ΔEK = ½ m (v _t ² – v _o ² ) = ½ (2)(0 – 10 ² ) = 0 – 100 = -100

Velikost premika:

Wnc ₌ ΔEK

– 4 s = – 100

s = -100/-4

s = 25 m

2. Blok drsi navzdol po nagnjeni ravnini. Koeficient kinetičnega trenja je 0.4. Pospešek zaradi gravitacije je g = 10 ms ^-2 . Določite končno hitrost, ko blok udari ob tla.

Znano:

Začetna višina (h _o ) = 6 m

Končna višina (ht ₎ = 0 m

Začetna hitrost (v _o ) = 0

Koeficient kinetičnega trenja ( _μk ) = 0.4

Pospešek zaradi gravitacije (g) = 10 ms ^-2

cos θ = 8/10

Navpična komponenta teže = w _y = w cos θ = mg cos θ = m (10) (8/10) = m (10)(4/5) = m (40/5) = 8 m

Normalna sila = N = w _y = 8 m

Sila kinetičnega trenja = f _k = μ _k N = μ _k w _y = (0.4)(8 m) = 3.2 m

Želena: Končna hitrost (v _t )

Rešitev:

Načelo dela in mehanske energije:

Wnc = ΔEM_​​

Wnc = ΔEK + ΔEP_​​

Sprememba kinetične energije:

ΔEK = 1/2 m (v_t² - v_o²) = 1/2 m (v_t² - 0) = 1/2 mV_t²

Sprememba potencialne energije:

ΔEP = mg(ht _– ho ₎ = m(10)(0-6) = m(10)(-6) = –60 m

Delo, ki ga opravi sila kinetičnega trenja:

W _nc = – f _k s = – ( 3.2 m)(10) = – 32 m

Znak minus pomeni, da je smer sile kinetičnega trenja nasprotna smeri premika.

Končna hitrost (vt ₎ :

Wnc = ΔEK + ΔEP_​​

– 32 m = 1/2 mv _t ² – 60 m

– 32 m = m (1/2 v _t ² – 60)

– 32 = 1/2 v _t ² – 60

– 32 + 60 = 1/2 v _t ²

28 = 1/2 ^v _t²

2 (28) = v _t ²

56 = v _t ²

v _t = √4.14

v _t = 2 √14 ms ^-1

3. Blok drsi navzdol po grobi nagnjeni ravnini. Začetna hitrost je 0 m/s, končna hitrost pa 10 ms⁻¹ ^. Če je sila kinetičnega trenja 2 N in pospešek zaradi gravitacije g = 10 ms⁻² ^, kolikšna je višina (h)?

Znano:

Masa (m) = 1 kg

Začetna hitrost (v _o ) = 0 (blok miruje)

Končna hitrost (v _t ) = 10 ms ^-1

Začetna višina (h _o ) = h

Končna višina (ht ₎ = 0

Sila kinetičnega trenja (fk ₎ = 2 N

Pospešek zaradi gravitacije (g) = 10 ms ^-2

Želena višina :

Rešitev:

Delo, ki ga opravi sila kinetičnega trenja:

Wnc = –fks ₌ –(2 ) ₍ 15) = –30

Znak minus pomeni, da je smer sile kinetičnega trenja nasprotna smeri premika.

Sprememba kinetične energije:

ΔEK = 1/2 m (v_t² - v_o²) = 1/2 (1)(10² - 0) = 1/2 (10²) = 1/2 (100) = 50

Sprememba potencialne energije:

ΔEP = mg(ht _– ho ₎ = (1)(10)(0-h) = (10)(-h) = -10 h

Načelo dela in mehanske energije:

Wnc = ΔEK + ΔEP_​​

– 30 = 50 – 10 ur

10 ur = 50 + 30

10 h = 80

h = 80/10

h = 8m

4Če se blok premika po približno nagnjeni ravnini navzdol, potem ...
A. Delo, ki ga opravi sila gravitacije na bloku, je večje od spremembe potencialne energije bloka
B. Mehanska energija se poveča
C. Količina kinetične energije in njena potencialna energija se zmanjšata
D. Delo opravi sila trenja, ki je enako spremembi kinetične energije bloka
Rešitev

A je napačen

Delo, ki ga opravi sila gravitacije na bloku, je enako spremembi gravitacijske potencialne energije bloka.

B se moti

Če je ravnina, vzdolž katere je postavljena črta c, gladka, je mehanska energija klade konstantna. Ko je klada na vrhu nagnjene ravnine in se še ne premika, je mehanska energija klade enaka gravitacijski potencialni energiji. Kvadraca še vedno miruje, zato je njena kinetična energija nič. Ko se klada premika navzdol po nagnjeni ravnini, se višina klade zmanjša, zato se zmanjša tudi gravitacijska potencialna energija. Gravitacijska potencialna energija se zmanjša, ker se spremeni v kinetično energijo. Čeprav se gravitacijska potencialna energija spremeni v kinetično energijo, je mehanska energija konstantna.

Če je nagnjena ravnina hrapava, se mehanska energija bloka zmanjša zaradi negativnega dela, ki ga opravi sila trenja. Sila trenja je nekonzervativna sila. Delo, ki ga opravi nekonzervativna sila na predmetu, povzroči zmanjšanje mehanske energije predmeta.

C je pravilen

Nagnjena ravnina je hrapava, zato obstaja sila trenja, ki ovira gibanje bloka. Sila trenja je nekonzervativna sila. Izrek o delu in mehanski energiji pravi, da je delo, ki ga opravi nekonzervativna sila (na primer sila trenja), enako spremembi mehanske energije. Pri tem se mehanska energija zmanjšuje.

Mehanska energija bloka = gravitacijska potencialna energija + kinetična energija.

D se moti.

Delo, ki ga opravi sila trenja na bloku, je enako spremembi mehanske energije bloka, ne pa spremembi kinetične energije bloka. Res je, da sila trenja ovira gibanje bloka, zato zmanjšuje hitrost bloka in kinetično energijo bloka. Vendar se zavedajte, da kinetična energija bloka izvira iz gravitacijske potencialne energije. Torej drži, da je delo, ki ga opravi sila trenja, enako spremembi mehanske energije (mehanska energija se zmanjša).

Pravilen odgovor je C.

5. Predmet na grobih tleh se udari tako, da se premika 3 sekunde, nato pa se ustavi. Če je znana masa predmeta 10 gramov, je sila trenja med predmetom in tlemi 2 kilodina. Določite delo, ki ga opravi sila trenja.

A. 0.18 J

B. -0.18 J

Približno 0.36 J

D. -0.36 J

Znano:

Časovni interval (t) = 3 sekund

Končna hitrost (v _t ) = 0 m/s (predmet miruje)

Masa predmeta (m) = 10 gramov = 10/1000 kg = 1/100 kg = 0.01 kg

Sila trenja (F) = 2 kilodina = 2 x 10 ³ dina

Iščemo: delo (W), ki ga opravi sila trenja

Rešitev:

Pretvorba enot sile:

1 Newton = 1 x ^10⁶ dyne

1 din = 1 / 10⁶ ^newtonov = 1 x ^10⁻⁶ newtonov = ^10⁻⁶ newtonov

Sila trenja (F) = 2 x 10³ ^dyne = 2 x 10³ ^x 10⁻⁶ ^Newton = 2 x ^10⁻² Newton = 2/100 Newton = 0.02 Newton

Izrek o delu in mehanski energiji pravi, da nekonzervativna sila na telo opravi delo, ki je enako spremembi mehanske energije telesa.

Če se objekt premika po nagnjeni ravnini, potem je mehanska energija (ME) = gravitacijska potencialna energija (PE) + kinetična energija (KE). Če pa se objekt premika samo po vodoravni ravnini in se višina ne spreminja, je mehanska energija = kinetična energija. Na vodoravni ravnini je gravitacijska potencialna energija nič, ker se višina ne spreminja.

Sila trenja je nekonzervativna sila. Sila trenja običajno zmanjša hitrost telesa in njegovo kinetično energijo. Lahko sklepamo, da je delo, ki ga opravi sila trenja na telesu, enako zmanjšanju mehanske energije.

Matematično:

Delo (W) = sprememba mehanske energije (ΔEM)

Fs = ΔEP + ΔEK

Fs = mg Δh + ½ ^m ( _vt² – _vo² ⁾

Fs = mg(0) + ½ m ( ^0² – _vO² ⁾

Fs = 0 + ½ m (– (v _o ² ))

Fs = – ½ mv _o² ^———— Enačba 1

Opis: F = sila trenja, d = premik, m = masa, v _o = začetna hitrost

Premik (d) in začetna hitrost (v₂o ₎ še nista znana, zato najprej izračunamo v₂o _ali d. Delo sile trenja se izračuna z uporabo ene od enačb po znanem v₂o _ali d.

Enačba premika (d) pri neenakomernem linearnem gibanju:

v ^/t² ₌ v ^/o² ₊ 2(-a)s

Končna hitrost (vt ₎ = 0 in pospešek (a) ima negativni predznak, ker se objekt upočasni (hitrost objekta se zmanjša).

0 = v_o² – 2 oglasa

v_o² = 2 oglasa

d = v _o ² / 2 a ———— Enačba 2

Spremenite d v enačbi 2 z d v enačbi 1:

Fd = – ½ ^mv _o²

F (v₂o² _/ ^{2a )} = –½ _mv₂o²

(F/2a) v ^o² ₌ – ½ ^mv _o²

F/2a = – ½ m

F = (2)(a)(-1/2)(m)

F = – (a)(m)

a = – (F/m)

a = – 0.02 newtona / 0.01 kilograma

a = – 2 Newtona/kilogram

a = – 2 m/ ^s²

Enačba za izračun začetne hitrosti (v _o ) pri neenakomernem linearnem gibanju:

v _t = v _o + pri —–> Končna hitrost (v _t ) = 0, pospešek (a) = 2 m/s² ^, časovni interval (t) = 3 sekunde

0 = v _o + (-2)(3)

0 = v _o – 6

v _o = 6 metrov/sekundo

Delo (W), ki ga opravi sila trenja:

W = – ½ mv _o ² = -1/2 (0.01)(6 ² ) = -1/2 (0.01)(36)

Š = -1/2 (0.36)

W = – 0.18 Joula

Delo, ki ga opravi sila trenja, ima negativni predznak, kar pomeni, da delo zmanjšuje mehansko energijo telesa.

Če je d znan, lahko delo izračunamo z enačbo W = F d.

Pravilen odgovor je B.

[id_paketa wpdm='1178']

1. Delo, opravljeno s silo, problemi in rešitve
2. Problemi z delom in kinetično energijo ter rešitve
3. Problemi in rešitve načela delo-mehanska energija
4. Problemi in rešitve gravitacijske potencialne energije
5. Potencialna energija problemov elastične vzmeti in rešitve
6. Težave z napajanjem in rešitve
7. Uporaba ohranitve mehanske energije za gibanje v prostem padu
8. Uporaba ohranitve mehanske energije za gibanje navzgor in navzdol pri prostem padu
9. Uporaba ohranitve mehanske energije za gibanje na ukrivljeni površini
10. Uporaba ohranitve mehanske energije za gibanje po nagnjeni ravnini
11. Uporaba ohranitve mehanske energije za gibanje izstrelka

Preberi več

Delo-kinetična energija :

1. Avtomobil s maso 5000 kg je pospešil iz mirovanja na 20 m/s. Določite neto delo , ki ga opravi avto.

Znano:

Masa (m) = 5000 kg

Začetna hitrost (v _o ) = 0 m/s ( avtomobil miruje )

Končna hitrost (vt ₎ = 20 m/s

Iščem : omrežje

Rešitev:

Načelo dela in kinetične energije :

W _neto = Δ EK

W _neto = ½ m (v _t ² – v _o ² )

W _neto = neto delo

Δ EK = sprememba kinetične energije

m = masa (kg),

v _t = končna hitrost (m/s),

v _o = začetna hitrost (m/s).

Omrežje:

W _neto = ½ m (v _t ² – v _o ² )

W _neto = ½ (5000)(20 ² – 0 ² )

W _neto = (2500)(400 – 0)

W _neto = (2500)(400)

W _neto = 1000,000 Joulov

2. Predmet z maso 10 kg je pospešil s 5 m/s na 10 m/s. Določite neto delo, ki ga opravi na predmetu!

Znano:

Masa (m) = 10 kg

Začetna hitrost (v _o ) = 5 m/s

Končna hitrost (vt ₎ = 10 m/s

Iščem : omrežje

Rešitev:

Omrežje:

W _neto = Δ EK

W _neto = ½ m (v _t ² – v _o ² )

W _neto = ½ (10)(10 ² – 5 ² )

W _neto = (5)(100 – 25)

W _neto = (5)(75)

W _neto = 375 Joulov

3. Avtomobil z maso 2000 kg zmanjša hitrost z 10 m/s na 5 m/s. Kakšno delo opravi avto?

Znano:

Masa avtomobila (m) = 2000 kg

Začetna hitrost (v _o ) = 10 m/s

Končna hitrost (vt ₎ = 5 m/s

Iščem: omrežje

Rešitev:

Omrežje:

W _neto = Δ EK

W _neto = ½ m (v _t ² – v _o ² )

W _neto = ½ (2000)(5 ² – 10 ² )

W _neto = (1000)(25 – 100)

W _neto = (1000)(-75)

W _neto = -75,000 Joulov

Znak minus pomeni, da je smer premika nasprotna smeri neto sile.

4. Na predmet z maso 10 kg deluje konstantna sila 60 N 12 sekund. Začetna hitrost predmeta je 6 m/s, smer predmeta pa je enaka smeri sile.

(1) Delo, opravljeno na predmetu, je 30,240 Joulov

(2) Končna kinetična energija je 30,240 joulov

(3) Moč je 2,520 W

(4) Povečanje kinetične energije predmeta je 180 Joulov.

Pravilne trditve so…

Znano:

Sila (F) = 60 N

Časovni interval (t) = 12 sekund

Masa predmeta (m) = 10 kg

Začetna hitrost (v _o ) = 6 m/s

Iščem: Pravilne trditve

Rešitev:

Pospešek objekta:

∑F = ma

60 = 10 a

a = 60 / 10 = 6 m/ ^s²

Končna hitrost:

v _t = v _o + pri

v _t = 6 + (6)(12)

vt = 6 + ₇₂

v _t = 78 m/s

Prepotovana razdalja v 12 sekundah:

s = v _o t + 1/2 pri ²

s = (6)(12) + 1/2 (6)(12) ²

s = 72 + (3)(144)

s = 72 + 432

s = 504 metrov

(1) Delo, opravljeno s silo

W = F s = (60)(504) = 30,240 Joulov

(2) Končna kinetična energija

KE = 1/2 mv _t ² = 1/2 (10)(78) ² = (5)(6084) = 30,420 Joulov

(3) Moč

P = W / t = 30,240 / 12 = 2,520 Joulov/sekundo

(4) Povečanje kinetične energije

ΔKE = 1/2 mv _t ² – 1/2 mv _o ² = 1/2 m (v _t ² – v _o ² ) = 1/2 (10)(78 ² – 6 ² ) = 5 (6084 –36) = 5 (6048)

ΔKE = 30,240 Joulov

5. Večje delo opravi objekt številka ...

Rešitev:

Neto delo = sprememba kinetične energije

W _neto = ½ m (v _t ² – v _o ² )

Večje delo:

W ₁ = ½ (8)(4 ² – 2 ² ) = (4)(16 – 4) = (4)(12) = 48 Joulov

W² = ½ (8)(5² ^–3² ) = ( ⁴ )(25 – 9) = (4)(16) = 64 _Joulov

W ₃ = ½ (10)(6 ² – 5 ² ) = (5)(36 – 25) = (5)(11) = 55 Joulov

W ₄ = ½ (10)(4 ² – 0 ² ) = (5)(16 – 0) = (5)(16) = 80 Joulov

W ₅ = ½ (20)(3 ² – 3 ² ) = (10)(9 – 9) = (10)(0) = 0 Joulov

6. Avtomobil s težo 4000 kg se giblje po ravni črti s hitrostjo 25 m/s. Avtomobil se upočasni tako, da je končna hitrost avtomobila 15 m/s. Kakšno delo opravi avtomobil?

Znano:

Masa (m) = 4000 kg

Začetna hitrost (v _o ) = 25 m/s

Končna hitrost (vt ₎ = 15 m/s

Iščem : delo na avtomobilu

Rešitev:

W _neto = ½ m (vt² _– ^vo² ) = ½(4000)(15² ^{-25² )} = ( ₂₀₀₀ )(225-625) = (2000)(-400) = -800,000 Joulov = -800 ^kJ

7. Žoga z maso 0.1 kg, vržena vodoravno s hitrostjo 6 m/s z višine 5 metrov. Če je gravitacijski pospešek 10 m/s² ^, kolikšna je kinetična energija žoge na višini 2 metrov?

Znano:

Masa (m) = 0.1 kg

Sprememba višine (v) = 5 m – 2 m = 3 metre

Pospešek zaradi gravitacije (g) = 10 m/ ^s²

Iščem: Kinetična energija na višini 2 metrov.

Rešitev:

Gibanje izstrelka lahko razumemo z ločeno analizo horizontalne in vertikalne komponente gibanja. Gibanje v horizontalni smeri analiziramo kot gibanje s konstantno hitrostjo , gibanje v vertikalni smeri pa kot gibanje v prostem padu ali vertikalno gibanje.

Začetna mehanska energija = gravitacijska potencialna energija.

PE = mgh = (0.1)(10)(3) = 3 Jouli.

Končna mehanska energija = kinetična energija.

KE = 3 džuli.

8. Avtomobil s težo 1000 kg pospeši iz mirovanja in se giblje s hitrostjo 5 m/s. Kakšno delo opravi avtomobil?

Znano:

Masa (m) = 1000 kg

Začetna hitrost (v _o ) = 0

Končna hitrost (vt ₎ = 5 m/s

Iščem: Delo (D) z avtomobilom

Rešitev:

W _neto = ½ m (v _t ² – v _o ² )

Delo, opravljeno z avtomobilom:

W _neto = ½ (1000)(5 ² – 0 ² ) = (500)(25 – 0) = (500)(25) = 12,500 Joulov

9. 500-gramska krogla je vržena navpično navzgor z zemeljske površine z začetno hitrostjo 10 m/s² ^. Pospešek zaradi gravitacije je 10 ms⁻² ^. Kakšno delo opravi sila teže, ko krogla doseže največjo višino?

Znano :

Masa krogle (m) = 500 gramov = 0.5 kg

Začetna hitrost (v _o ) = 10 m/ ^s²

Končna hitrost (vt ₎ = 0 (hitrost na najvišji točki)

Pospešek zaradi gravitacije (g) = 10 m/ ^s²

Išče se: Delo (W) glede na težo

Rešitev:

Neto delo, ki ga opravi neto sila na predmet = sprememba kinetične energije.

W _neto = ΔEK = EK _t – EK _o

Wnet = ½ mv _t ² – ½ mv _o ² = ½ m (v _t ² – v _o ² )

KE _t = končna kinetična energija, KE _o = začetna kinetična energija, m = masa telesa, v _t = končna hitrost telesa, v _o = začetna hitrost telesa.

Omrežje:

W _neto = ½ m (v _t ² – v _o ² ) = ½ (0.5)(0 ² – 10 ² )

W _neto = (0.25)(-100) = -25 Joulov

Znak minus pomeni, da je smer premika nasprotna teži krogle. Smer krogle je pokončna, smer teže pa naravnost.

10. Predmet z maso 1 kg prosto pada z višinsko razliko 2.5 metra. Gravitacijski pospešek je 10 ms ^-2 . Kakšno delo opravi telo?

Znano:

Masa krogle (m) = 1 kg

Začetna hitrost (v _o ) = 0 m/s

Višina (v) = 2.5 metra

Pospešek zaradi gravitacije (g) = 10 m/ ^s²

Iščem: Neto delo med premikom

Rešitev:

Končna hitrost krogle (v _t )

Izračunano z uporabo enačbe prostega pada. Znano: Pospešek zaradi gravitacije (g) = 10 m/s² ^, sprememba višine krogle (h) = 2.5 metra. Iskana: Končna hitrost.

v _t ² = 2gh = 2(10)(2.5) = 2(25)

v _t = √2(25)

v _t = 5√2

Neto delo = sprememba kinetične energije

W _neto = ΔEK = ½ m (v _t ² – v _o ² ) = ½ (1){(5√2) ² – 0 ² }

W _neto = ½ (25)(2) = 25 Joulov

11. Predmet, težak 2 kg, potuje s hitrostjo 72 km/h. Po prepotovanih 400 metrih je končna hitrost predmeta 144 km/h. Gravitacijski pospešek je 10 ms⁻² ^. Izračunajte neto delo.

Znano:

Masa predmeta (m) = 2 kg

Začetna hitrost (v _o ) = 72 km/h = 20 m/s

Končna hitrost (vt ₎ = 144 km/h = 40 m/s

Razdalja (s) = 400 metrov

Pospešek zaradi gravitacije (g) = 10 m/ ^s²

Išče se: Omrežje

Rešitev:

Neto delo = spremembe kinetične energije

W _neto = ΔEK = ½ m (v _t ² – v _o ² ) = ½ (2)(40 ² – 20 ² }

W _neto = ½ (2)(1600 – 400) = 1200 Joulov

12. Predmet z maso 2 kg potuje s hitrostjo 2 ms ^–1 . Delo, opravljeno na predmetu, je 21 Joulov. Kolikšna je končna hitrost predmeta?

Znano:

Masa (m) = 2 kg

Začetna hitrost (v _o ) = 2 m/s

Delo (W) = 21 Joulov

Iskana: končna hitrost (v _t )

Rešitev:

W _neto = ΔEK

W _neto = 1/2 mv _t² ^- 1/2 ^mv _o²

W _neto = 1/2 m (v _t ² – v _o ² )

21 = 1/2 (2) (v _t ² – 2 ² )

21 = ( ^v _t² – ^2² )

21 = v _t ² – 4

v ^/t2 ₌ 21 + 4 = 25

v _t = √25

v _t = 5 m/s

1 3. Na telo z maso 16 kg deluje konstantna sila 8 N. Če telo sprva miruje, določite hitrost telesa po 4 sekundah delovanja sile.

Znano:

Konstantna sila (F) = 8 Newtonov

Masa predmeta (m) = 16 kg

Začetna hitrost objekta (v _o ) = 0 m/s

Časovni interval, v katerem sila deluje na objekt (t) = 4 sekunde

Želena: Končna hitrost (v _t )

Rešitev:

Delo = sprememba kinetične energije

W = končna KE – začetna KE

W = ½ mv ^t² _– ½ ^mv _o²

W = ½ mv _t² ^– 0

W = ½ mv _t² —— Enačba ¹

Delo = Sila x Premik

Š = Š d

Š = 8 d

Za izračun premika (d) uporabite spodnjo enačbo neenakomernega linearnega gibanja:

d = v _o t + ½ pri ²

d = premik, v _o = začetna hitrost, t = časovni interval, a = pospešek

d = 0 + ½ pri ² = ½ pri ² —-> a = (v _t – v _o ) / t = v _t / t

d = ½ (v _t / t) ^t²

^d = ½ (v _t ) t

Spremeni premik (d) v enačbi dela s premikom (d) v tej enačbi:

Š = 8 d

W = 8(1/2)(v _t )(t)

W = (4)(v _t )(t) —— enačba 2

Enačba 1 = Enačba 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

vt ₌ 16 / 8

v _t = 2 metra/sekundo

14. Da bi hitrost telesa povečala za 2-kratnik začetne hitrosti, določite delo, potrebno za ta proces ...

Znano:

Masa predmeta (m) = 1 kg

Začetna hitrost (v _o ) = 1 m/s

Končna hitrost (vt ₎ = 2 x začetna hitrost = 2 x 1 = 2 m/s

Iščem: Delo

Rešitev:

Začetna kinetična energija:

KE začetni = ½ mv _o ² = ½ (1)(1) ² = ½ (1)(1) = ½ (1) = 0.5

Končna kinetična energija, ko hitrost telesa postane dvakrat večja od začetne hitrosti:

TO končno = ½ mv _t ² = ½ (1)(2) ² = ½ (4) = 2

Izrek o delu in kinetični energiji:

Delo = sprememba kinetične energije

Delo = končna kinetična energija – začetna kinetična energija

Delo = 2 – 0.5

Delo = 1.5

Začetna kinetična energija = 0.5

Delo = 3 x 0.5 = 1.5

Potrebno delo, ki je 3-kratnik njegove začetne kinetične energije.

15. Avtomobil z maso 1500 kg se premika s hitrostjo 36 km/h po ravni in gladki vodoravni cesti. Avtomobil je pospešil na 72 km/h. Določite delo, potrebno za pospešek avtomobila.

Znano:

Masa avtomobila (m) = 1500 kg

Začetna hitrost avtomobila (v _o ) = 36 km/h = 36,000 metrov / 3600 sekund = 10 metrov/sekundo

Končna hitrost avtomobila (v _t ) = 72 km/h = 72,000 metrov / 3600 sekund = 20 metrov/sekundo

Iščem: Potrebno delo za pospeševanje avtomobila

Rešitev:

Izrek o delu in kinetični energiji:

W = EK končno – EK začetno

W = ½ mv _t ² – ½ mv _o ² = ½ m (v _t ² –v _o ² )

Š = ½ (1500)( ^20² – ^10² )

Š = ½ (1500)(400 – 100)

Š = ½ (1500)(300)

Š = (1500)(150)

W = 225,000 Joulov

16. Predmet z maso 2 kg se sprva premika s hitrostjo 72 km/h ^-1 . Po 400 m premika po vodoravni ravni cesti je hitrost predmeta 144 km/h ^-1 . Določite skupno delo na predmetu.

Znano:

Masa predmeta (m) = 2 kg

Začetna hitrost (v _o ) = 72 km/h = 72,000 metrov / 3600 sekund = 20 m/s

Končna hitrost (v _t ) = 144 km/h = 144,000 metrov / 3600 sekund = 40 m/s

Premik objekta = 400 metrov

Iščem: Omrežno delo na objektu

Rešitev:

Izrek o delu in kinetični energiji pravi, da neto delo deluje na telo enako kot sprememba kinetične energije telesa.

W neto = DO končnega – DO začetnega

W neto = ½ mv ^t² _– ½ ^mv _o²

W neto = ½ m (v _t ² – v _o ² )

W neto = ½ (2)(40 ² – 20 ² )

Š neto = 1600 – 400

W neto = 1200 Joulov

Opis :

W = delo, KE = kinetična energija

Kinetična energija

17. 10-gramska krogla se giblje s konstantno hitrostjo 100 m/s. Kolikšna je kinetična energija krogle?

Znano:

Masa krogle (m) = 10 gramov = 10/1000 kilogramov = 1/100 kilogramov = 0.01 kilograma

Hitrost krogle (v) = 100 metrov/sekundo

Iščem: Kinetična energija

Rešitev:

KE = 1/2 ^mv²

KE = 1/2 (0,01 kg)(100 m/s) ^²

KE = 1/2 (0,01 kg) (10.000 m ² /s ² )

KE = (0,01 kg) (5000 m ² /s ² )

KE = 50 kg ^m² / ^s²

KE = 50 Joulov

[id_paketa wpdm='1191']

1. Delo, opravljeno s silo, problemi in rešitve
2. Problemi z delom in kinetično energijo ter rešitve
3. Problemi in rešitve načela delo-mehanska energija
4. Problemi in rešitve gravitacijske potencialne energije
5. Problemi s potencialno energijo elastične vzmeti in rešitve
6. Težave z napajanjem in rešitve
7. Uporaba ohranitve mehanske energije za gibanje v prostem padu
8. Uporaba ohranitve mehanske energije za gibanje navzgor in navzdol pri prostem padu
9. Uporaba ohranitve mehanske energije za gibanje na krivuljni površini
10. Uporaba ohranitve mehanske energije za gibanje po nagnjeni ravnini
11. Uporaba ohranitve mehanske energije za gibanje izstrelka

Preberi več

1. Oseba vleče klado 2 m vzdolž vodoravne površine s konstantno silo F = 20 N. Določite delo, ki ga opravi sila F, ki deluje na klado.

Znano:

Sila (F) = 20 N

Premik (s) = 2 m

Kot (θ ) = 0

Iščem : Delo (Ž)

Rešitev:

W = F d cos θ = (20)(2)(cos 0) = (20)(2)(1) = 40 Joulov

2. Na škatlo, ki leži vzdolž vodoravne površine in je dolga 1 m, deluje sila F = 10 N. Sila deluje pod kotom 30 ^° , kot je prikazano na spodnji sliki. Določite delo sile F!

Znano :

Sila (F) = 10 N

Horizontalna sila (F _x ) = F cos 30 ^o = (10)(0.5√3) = 5√3 N

Premik (d) = 1 meter

Iščem : Delo (W)?

Rešitev :

W = F _x d = (5√3)(1) = 5√3 Joulov

3. Telo prosto pada iz mirovanja z višine 2 m. Če je pospešek zaradi gravitacije 10 m/s² ^, določite delo, ki ga opravi sila gravitacije!

Znano:

Masa predmeta (m) = 1 kg

Višina (v) = 2 m

Pospešek zaradi gravitacije (g) = 10 m/ ^s²

Iščemo: Delo, ki ga opravi sila gravitacije (W)

Rešitev:

Š = Š d = š = mgh

W = (1)(10)(2) = 20 Joulov

W = delo, F = sila, d = razdalja, w = teža , h = višina, m ​​= masa, g = gravitacijski pospešek.

4. Predmet z maso 1 kg je pritrjen na vzmet, tako da je podaljšan za 2 cm. Če je gravitacijski pospešek 10 m/s² ^, določite (a) konstanto vzmeti (b) delo, ki ga sila vzmeti opravi na predmetu

Znano:

Masa (m) = 1 kg

Pospešek zaradi gravitacije (g) = 10 m/ ^s²

Raztezek (x) = 2 cm = 0.02 m

Teža (w) = mg = (1 kg)(10 m/s² ⁾ = 10 kg m/s² ⁼ 10 N

Iščem: Konstanta vzmeti in delo, ki ga opravi sila vzmeti

Rešitev:

(a) Konstanta vzmeti

Formula Hookejevega zakona :

F = kx.

k = F / x = w / x = mg / x

k = (1)(10) / 0.02 = 10 / 0.02

k = 500 N/m

(b) delo, ki ga opravi sila vzmeti

Š = – ½ kx ²

W = – ½ (500)(0.02) ^²

W = – (250)(0.0004)

W = -0.1 Joula

Znak minus pomeni, da je smer sile vzmeti nasprotna smeri premika predmeta.

5. Sila F = 10 N pospeši škatlo za premik 2 m. Tla so hrapava in izvajajo silo trenja F _k = 2 N. Določite neto delo, opravljeno na škatli.

Znano:

Sila (F) = 10 N

Sila kinetičnega trenja (Fk ₎ = 2 N

Premik (d) = 2 m

Iščem: Omrežje (W _net )

Rešitev:

Delo, ki ga opravi sila F:

W ₁ = F d cos 0 = (10)(2)(1) = 20 Joulov

Delo, ki ga opravi sila kinetičnega trenja (Fk ₎ :

W² = Fkd ₌ (2)(2)(cos180) = (2)(2)(-1) = -4 _Jouli

Omrežje:

W _neto = _W1 – _W2

W _neto = 20 – 4

W _neto = 16 Joulov

6. Kakšno delo opravi sila F na kladi?

Znano:

Sila (F) = 12 Newtonov

Premik (d) = 4 metre

Iščem: Delo (Ž)

Rešitev:

W = F d = (12 Newtonov)(4 metre) = 48 N m = 48 Joulov

7. Kvadra se potisne s silo 200 N. Premik kvadra je 2 metra. Kakšno delo opravi kvader?

Znano:

Sila (F) = 200 Newtonov

Premik (d) = 2 metre

Iščem: Delo (Ž)

Rešitev:

Delo:

Š = F s

W = (200 Newtonov)(2 metra)

Š = 400 Nm

W = 400 Joulov

8. Voznik limuzine želi parkirati svoj avto natanko 0.5 m pred tovornjakom, ki je 10 m oddaljen od položaja limuzine. Kakšno delo mora opraviti limuzina?

Znano:

Premik (d) = 10 metrov – 0.5 metra = 9.5 metra

Sila (F) = 50 Newtonov

Iščem: Delo (Ž)

Rešitev:

Š = F s

W = (50 Newtonov)(9.5 metra)

Š = 475 Nm

W = 475 Joulov

9.

Delo, ki ga opravita Tom in Jerry, da se avto lahko premakne za 4 metre. Sile, ki jih izvajata Tom in Jerry, so 50 N in 70 N.

Znano:

Premik (s) = 4 metre

Neto sila (F) = 50 Newtonov + 70 Newtonov = 120 Newtonov

Iščem: Delo (Ž)

Rešitev:

W = F s = (120 Newtonov)(4 metre) = 480 N m = 480 Joulov

10. Voznik vleče avtomobil tako, da se avtomobil premakne za 1000 cm. Kakšno delo opravi avtomobil?

Znano:

Sila (F) = 250 Newtonov

Premik (s) = 1000 cm = 1000/100 metrov = 10 metrov

Iščem: Delo (Ž)

Rešitev:

W = F s = (250 Newtonov)(10 metre) = 2500 N m = 2500 Joulov

11. Na podlagi spodnje slike, če je delo, ki ga opravi neto sila, 375 joulov, določite premik telesa.

Znano:

Delo (W) = 375 Joulov

Neto sila ( ΣF) = 40 N + 10 N – 25 N = 25 Newtonov ( desno )

Iščem: Premik ( d )

Rešitev:

Enačba dela:

Š = F s

Premik objekta:

d = W / F = 375 Joulov / 25 Newtonov

d = 15 metrov s

12. Spodaj navedene dejavnosti , ki ne delujejo , so …

A. Potisnite predmet do 10 metrov daleč

B. Potiskajte avto, dokler se ne premakne

C. Potisnite steno

D. Izvlekel škatlo

Rešitev:

Enačba dela:

W = ΣF s

W = delo , F = sila , d = premik

Na podlagi zgornje formule delo opravi sila in pride do premika.

Pravilen odgovor je C.

1 3. Andrej potiska predmet s silo 20 N, tako da se predmet giblje v krožnem gibanju s polmerom 7 metrov. Določite delo, ki ga Andrej opravi za dvakratno krožno gibanje.

A. 0 joulov

B. 1400 džulov

C. 1540 joulov

D. 1760 joulov

Rešitev:

Če oseba dvakrat kroži z invalidskim vozičkom, se oseba in invalidski voziček vrneta v prvotni položaj, tako da je premik osebe nič.

Premik = 0, zato je delo = 0.

Pravilen odgovor je A.

14. Nekdo potiska predmet na tla s silo 350 N. Tla izvajajo silo trenja 70 N. Določite delo, ki ga opravi sila, da premakne predmet za 6 metrov.

A. 45 J

B. 72 J

Približno 1680 J

D. 2580 J

Znano:

Sila potiska (F) = 350 Newtonov

Sila trenja (Ffric ₎ = 70 Newtonov

Premik predmeta (s) = 6 metrov

Iščem: Delo (Ž)

Rešitev:

Na predmet delujeta dve sili, potisna sila (F) in sila trenja (Ffric ₎ . Potisna sila ima isto smer kot premik predmeta, ker potisna sila opravlja pozitivno delo. Po drugi strani pa ima sila trenja nasprotno smer s premikom predmeta, tako da sila trenja opravlja negativno delo.

Delo, ki ga opravi potisna sila:

W = F d = (350 Newtonov)(6 metrov) = 2100 Newton-metrov = 2100 Joulov

Delo, ki ga opravi sila trenja:

W = – (F _fric )(s) = – (70 Newtonov)(6 metrov) = – 420 Newtonov metrov = – 420 Joulov

Omrežje:

W neto = 2100 Joulov – 420 Joulov

W neto = 1680 Joulov

Pravilen odgovor je C.

15. Predmet potiska vodoravna sila 14 Newtonov na hrapava tla s silo trenja 10 Newtonov. Določite neto delo premikanja predmeta do razdalje 8 metrov.

A. 0.5 joulov

B. 3 džulov

C. 32 joulov

D. 192 joulov

Znano:

Potisna sila (F) = 14 Newtonov

Sila trenja (Ffric ₎ = 10 Newtonov

Premik objekta (d) = 8 metrov

Iščem: Delo (Ž)

Rešitev:

Na predmet delujeta dve sili, sila potiska (F) in sila trenja (Ffric ₎.

Sila potiska ima isto smer kot premik predmeta, zato sila potiska opravi pozitivno delo. Po drugi strani pa ima sila trenja nasprotno smer kot premik predmeta, zato sila trenja opravi negativno delo.

Delo, ki ga opravi potisna sila:

W = F s = (14 Newtonov)(8 metrov) = 112 Newton metrov = 112 Joulov

Delo, ki ga opravi sila trenja:

W = – (F _fric )(s) = – (10 Newton)(8 metrov) = – 80 Newton metrov = – 80 Joulov

Omrežje:

W neto = 112 Joulov – 80 Joulov

W neto = 32 Joulov

Pravilen odgovor je C.

16. Določite neto delo na podlagi spodnje slike.

A. 360 joulov

B. 450 džulov

C. 600 joulov

D. 750 joulov

Rešitev:

Delo = Sila (F) x premik (d)

Delo = Ploščina trikotnika 1 + ploščina pravokotnika + ploščina trikotnika 2

Work = 1/2(40-0)(3-0) + (40-0)(9-3) + 1/2(40-0)(12-9)

Delo = 1/2(40)(3) + (40)(6) + 1/2(40)(3)

Delo = (20)(3) + 240 + (20)(3)

Delo = 60 + 240 + 60

Delo = 360 Joulov

Pravilen odgovor je A.

17. Kos lesa , dolg 60 cm, je navpično zapičen v tla. Les udarjamo z 10-kilogramskim kladivom z višine 40 cm nad vrhom lesa. Če je povprečna sila upora tal 2 x 10³ ^N in je pospešek zaradi gravitacije 10 m/s² ^, potem se bo les po ... udarcih v celoti pogreznil v tla.

A. 4

B. 16

C. 28

D. 30

Znano:

Masa kladiva (m) = 10 kg

Pospešek zaradi gravitacije (g) = 10 m ^/ s²

Teža kladiva (w) = mg = (10)(10) = 100 kg m/ ^s²

Premik kladiva pred udarcem ob les (d) = 40 cm = 0.4 metra

Odpornost lesa (F) = 2 x 10³ ^N = 2000 N

Dolžina lesa (s) = 60 cm = 0.6 metra

Išče se: Les bo po ... udarcih v celoti prodrl v zemljo.

Rešitev:

Delo, ki ga opravi kladivo, ko se premakne za 0.4 metra, je:

W = F d = ws = (100 N)(0.4 m) = 40 Nm = 40 Joulov

Delo, ki ga opravi sila upora tal:

W = F d = (2000 N)(0.6 m) = 1200 Nm = 1200 Joulov

Les bo po ... udarcih v celoti prodrl v zemljo.

1200 Joulov / 40 Joulov = 30

Pravilen odgovor je D.

[id_paketa wpdm='1192']

1. Delo, opravljeno s silo, problemi in rešitve
2. Problemi z delom in kinetično energijo ter rešitve
3. Problemi in rešitve načela delo-mehanska energija
4. Problemi in rešitve gravitacijske potencialne energije
5. Potencialna energija problemov elastične vzmeti in rešitve
6. Težave z napajanjem in rešitve
7. Uporaba ohranitve mehanske energije za gibanje v prostem padu
8. Uporaba ohranitve mehanske energije za gibanje navzgor in navzdol pri prostem padu
9. Uporaba ohranitve mehanske energije za gibanje na krivuljni površini
10. Uporaba ohranitve mehanske energije za gibanje po nagnjeni ravnini
11. Uporaba ohranitve mehanske energije za gibanje izstrelka

Preberi več

1. Razdalja Zemlje od Sonca je 149.6 x 10⁶ ^km , obdobje Zemljinega kroženja pa je 1 leto. Izračunajte ^T² / ^r³

Znano:

T = 1 leto, r = 149.6 x ^10⁶ km

Iščemo : T² ^/ r³ ⁼ … ?

Rešitev :

k = T² / r³ = 1² / (149.6 x 10⁶)³ = 1 / (3348071.9 x 10¹⁸) = 2.98 x 10^-25 leto²/ km³

2. Univerzalna konstanta (G) = 6.67 x 10⁻¹⁴ ^Nm² / kg² ^{in Sončeva} 1.99 x ^10⁻¹⁴ kg.

3. Povprečna oddaljenost Zemlje od Sonca je 149.6 x 10⁶ ^km , povprečna oddaljenost Merkurja od Sonca pa je 57.9 x 10⁶ ^km . Zemljina doba kroženja je 1 leto, koliko je doba Merkurja?

Znano:

r Zemlje = 149.6 x ^10⁶ km

r živega srebra = 57.9 x ^10⁶ km

T Zemlje = 1 leto

Išče se: T živega srebra?

Rešitev:

[id_paketa wpdm='953']

1. Problemi in rešitve Newtonovega zakona univerzalne gravitacije
2. Gravitacijske sile, problemi s težo in rešitve
3. Problemi s pospeškom zaradi gravitacije in rešitve
4. Težave z geostacionarnimi sateliti in rešitve
5. Keplerjevi zakoni, problemi in rešitve, problemi in rešitve

Preberi več

1. Kakšna je višina geostacionarnega satelita nad zemeljsko površino?

G = univerzalna konstanta = 6.67 x ^10⁻¹ N ^m² / ^kg²

M = Zemljina masa = 5.97 x ^10²⁴ kg

T = 24 ur = 24 (3600 sekund) = 86,400 sekund = 8.64 x ^10⁴ sekund

Rešitev

Višina satelita nad zemeljsko površino = 4.22 x 10⁻⁷ ^m = 4.22 x ^10⁻⁶ km = 42,200 km

Višina satelita nad zemeljsko površino = 6.38 x 10⁶ ^m = 6.38 x ^10⁻⁶ km = 6380 km

Višina satelita nad zemeljsko površino = oddaljenost satelita od središča Zemlje – polmer Zemlje

Višina satelita nad zemeljsko površino = 42,200 km – 6380 km

Višina satelita nad zemeljsko površino = 35,820 km

2. Kakšna je hitrost geostacionarnega satelita?

Univerzalna konstanta (G) = 6.67 x ^10⁻¹⁴ N ^m² / ^kg²

Zemljina masa (m _E ) = 5.97 x ^10²⁴ kg

Razdalja med satelitom in središčem Zemlje (r) = 4.22 x ^10⁻⁷ m

Rešitev

ali uporabite to enačbo

[id_paketa wpdm='949']

1. Problemi in rešitve Newtonovega zakona univerzalne gravitacije
2. Gravitacijske sile, problemi s težo in rešitve
3. Problemi s pospeškom zaradi gravitacije in rešitve
4. Težave z geostacionarnimi sateliti in rešitve
5. Keplerjevi zakoni, problemi in rešitve, problemi in rešitve

Preberi več

1. Razdalja med osebo, ki tehta 40 kg, in osebo, ki tehta 30 kg, je 2 m. Kolikšna je velikost gravitacijske sile , ki jo izvajata obe osebi na drugo? Univerzalna konstanta = 6.67 x ^10⁻¹ N ^m² / ^kg²

Znano:

m1 = ₄₀ kg, m2 _{= 30 kg, r} ⁼ 2 m, G = 6.67 x ^10⁻¹1 N m² ^/ kg²

Iščem: velikost gravitacijske sile (F)?

Rešitev:

2. Razdalja med Zemljo in Luno (r) je 3.84 x 10⁶ ^m . Kolikšna je velikost gravitacijske sile, ki jo izvajata obe planeti na drugo?

Znano:

Zemljina masa (m _E ) = 5.97 x ^10²⁴ kg

Lunina masa (m _M ) = 7.35 x 10 ²² kg

Razdalja med središčem Zemlje in središčem Lune (r) = 3.84 x ^10⁻⁶ m

Univerzalna konstanta (G) = 6.67 x ^10⁻¹⁴ N ^m² / ^kg²

Iščem: Velikost gravitacijske sile (F)

Rešitev:

3. Kolikšna je oddaljenost od Zemlje, velikost gravitacijske sile Zemlje in Lune je nič?

Znano:

Zemljina masa = 5.97 x ^10²⁴ kg

Lunina masa = 7.35 x ^10²² kg

Razdalja med središčem Zemlje in središčem Lune (r) = 3.84 x ^10⁻⁶ m.

Univerzalna konstanta ( G) = 6.67 x ^10⁻¹⁴ N ^m² / ^kg²

Išče se: oddaljenost od Zemlje

Rešitev:

Neto gravitacijska sila je nič.

Uporabite kvadratno formulo:

A = –6.35

B = –7.68 x ^10⁻⁵

C = 87.76 x ^10⁻¹⁴

 

[id_paketa wpdm='955']

1. Problemi in rešitve Newtonovega zakona univerzalne gravitacije
2. Gravitacijske sile, problemi s težo in rešitve
3. Problemi s pospeškom zaradi gravitacije in rešitve
4. Težave z geostacionarnimi sateliti in rešitve
5. Keplerjevi zakoni, problemi in rešitve, problemi in rešitve

 

Preberi več