Delo, opravljeno s silo – problemi in rešitve

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

Znano:

Sila (F) = 20 N

Prostornina (s) = 2 m

Kot (θ) = 0

Wanted Delo (W)

Rešitev:

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

2. Sila F = 10 N deluje na škatlo, ki leži 1 m vzdolž vodoravne površine. Sila deluje pod kotom 30^o kota, 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

Wanted Delo (W) ?

Rešitev :

Š = Ž_x d = (5√3)(1) = 5√3 Joule

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

Znano:

Predmetov masa (m) = 1 kg

Višina (v) = 2 m

Pospešek zaradi gravitacije (g) = 10 m/s²

Išče se: 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

Išče se: Konstanta vzmeti in delo, ki ga opravi sila vzmeti

Rešitev:

(a) Konstanta vzmeti

Formula Hookov zakon :

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 kx²

Š = – 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 sila trenja F_k = 2 N. Določite neto delo, opravljeno na škatli.

Znano:

Sila (F) = 10 N

Sila kinetičnega trenja (F_k) = 2 N

Premik (d) = 2 m

Išče se: Omrežje (Z)_net)

Rešitev:

Delo, ki ga opravi sila F:

W₁ = F d cos 0 = (10)(2)(1) = 20 Joulov

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

W₂ = F._k d = (2)(2)(cos 180) = (2)(2)(-1) = -4 joulov

Omrežje:

W_net =W₁ - W₂

W_net = 20 - 4

W_net = 16 Joulov

6Kakšno delo opravi sila F na kladi?

Znano:

Sila (F) = 12 Newtonov

Premik (d) = 4 metre

Zaželeno: Delo (W)

Rešitev:

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

7Na klado pritiska sila 200 N. Premik klade je 2 metra. Kakšno delo opravi klada?

Znano:

Sila (F) = 200 Newtonov

Premik (d) = 2 metre

Zaželeno: Delo (W)

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

Išče se: Delo (W)

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

Zaželeno: Delo (W)

Rešitev:

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

10Voznik 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

Išče se: Delo (W)

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, enako 375 džulov, določiti premik objekta.

Znano:

delo (W) = 375 Joulov

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

Išče se: Prostornina (d)

Rešitev:

Enačba dela:

Š = F s

Premik objekta:

d = W / F = 375 Joulov / 25 Newtonov

d = 15 metrovs

12. Spodnje dejavnostikaj ne stori delo is ...

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 = moč, d = premik

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

Pravilen odgovor je C.

13Andrej potiska predmet s silo 20 N, tako da se predmet giblje v krožnem gibanju s polmerom 7 metrov. Določite delo, ki ga je Andrej opravil dvakrat. krožno gibanje.

A. 0 joulov

B. 1400 džulov

C. 1540 joulov

D. 1760 joulov

Rešitev:

Če oseba pritiska invalidski voziček za dva krožna gibanja 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.

14Nekdo 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 (F_fric) = 70 Newtonov

Premik predmeta (s) = 6 metrov

Zaželeno: Delo (W)

Rešitev:

Na predmet delujeta dve sili, sila potiska (F) in sila trenja (F_fric). Sila potiska ima isto smer kot premik predmeta, ker sila potiska 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:

Š = – (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.

15Predmet 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 (F_fric) = 10 Newtonov

Premik objekta (d) = 8 metrov

Zaželeno: Delo (W)

Rešitev:

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

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:

Š = – (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.

16Določite 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 pospešek zaradi gravitacije je 10 m/s², potem bo les po ... udarcih v celoti propadel v zemljo.

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: TLes bo po ... udarcih v celoti propadel 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

TLes bo po ... udarcih v celoti propadel 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