6 Shembuj të Pyetjeve mbi Energjinë Mekanike
Teorema mekanike e punës dhe energjisë
1. Kushtojini vëmendje figurës zhvendosje bllokoni si më poshtë! Supozoni g = 10 m/s2Nëse koeficienti i fërkimit kinetik midis bllokut dhe dyshemesë μk = 0,5, atëherë vlera e zhvendosjes së objektit (s) është ….
A. 5,00 m
B. 4,25 m
Rreth 3,00 m
D. 2,50 m
E. 2,00 m
Diskutim
Dihet :
Koeficienti i fërkimit kinetik (μk) = 0,5
Masa e bllokut (m) = 4 kg
Përshpejtimi për shkak të gravitetit (g) = 10 m/s2
Pesha e bllokut (w) = mg = (4)(10) = 40 Njuton
Nëse blloku është në një sipërfaqe të sheshtë, atëherë forca normale (N) = pesha (w) = 40 Njuton.
Shpejtësia fillestare (v1) = 5 m/s
Shpejtësia përfundimtare (v2) = 0 m/s
Pyeti zhvendosja e objektit/objekteve?
Xhevab :
Teorema e punës-energjisë mekanike pohon se puna (W) e kryer nga një forcë jo-konservatore është e barabartë me ndryshimin në energjinë mekanike të objektit ose energjinë mekanike përfundimtare (EM).2) – energjia mekanike fillestare (EM)1). Fërkimi kinetik është një forcë jo-konservuese dhe e vetmja forcë jo-konservuese që vepron mbi bllokun është fërkimi kinetik.
W= ΔEM
fk s = EM2 – EM1
Puna e kryer nga fërkimi kinetik:
W = fk s = (μk)(N)(s) = (0,5)(40)(s) = 20 s
Ndryshimet në energjinë mekanike:
ΔEM = EM2 – EM1 = (EK + EP)2 – (EK + EP)1
Objektet lëvizin në një sipërfaqe të sheshtë dhe nuk pësojnë ndryshime në lartësi (Δh = 0), kështu që nuk ka ndryshim në energjinë potenciale gravitacionale (ΔEP = EP2 – EP1 = 0). Pra, ndryshimi në energjinë mekanike përfshin vetëm ndryshimin në energjinë kinetike.
ΔEM = EK2 – EK1 = ½ mV22 – ½ mV12 = ½ m (v22 - v12)
ΔEM = ½ (4)(02 - 52) = (2)(25) = 50
Zhvendosja e bllokut është:
W= ΔEM
20 s = 50
s = 50 / 20 = 2,5 metra
Përgjigja e saktë është D.
Ligji i ruajtjes së energjisë mekanike
2. Objektet A dhe B kanë të njëjtën masë. Objekti A bie nga një lartësi prej h metrash dhe B bie nga 2h metra. Nëse A godet tokën me një shpejtësi prej vm/s, atëherë objekti B do të godasë tokën me një energji kinetike prej….
A. 2 mV2
B. mv2
C. 3/4 mv2
D. 1/2 mv2
E. 1/4 mv2
Diskutim
Shpejtësia përfundimtare e objektit B që bie lirisht nga një lartësi prej 2 orë është:
v2 = 2 g (2 orë) = 4 gh
Energjia kinetike e objektit B është:
EKB = ½ mV2 = ½ m (4 gh) = 2 mgh —– Ekuacioni 1
Energjia fillestare mekanike e objektit B është energjia potenciale gravitacionale = mg h. Energjia përfundimtare mekanike e objektit B është energjia kinetike = ½ mv2.
Ligji i ruajtjes së energjisë mekanike :
mgh = ½ mv2.
Sepse mgh = ½ mv2 atëherë mund ta zëvendësojmë mgh në ekuacionin 1 me ½ mv2.
Energjia kinetike e objektit B = 2 mgh = 2(½ mv2) = mv2
Përgjigja e saktë është B.
3. Shikoni figurën më poshtë! Një objekt bie lirisht nga një lartësi prej 20 m. Nëse nxitimi për shkak të gravitetit është 10 m/s, atëherë shpejtësia e objektit kur është 15 m mbi tokë është….
A. 2 m/s
B. 5 m/s
C. 10 m/s
D. 15 m/s
E. 20 m/s
Diskutim
Energjia mekanike përfundimtare = energjia mekanike fillestare
Energjia kinetike e objektit në pikën 2 = zvogëlimi i energjisë potenciale gravitacionale me 5 metra
½ mV2 = mgh
½ v2 = (10)(20-15)
½ v2 = (10)(5)
½ v2 = 50
v2 = (2)(50)
v2 = 100
v = 10 m/s
Përgjigja e saktë është C.
4. Një bllok mbahet në majë të një plani të pjerrët siç tregohet në figurë. Kur lirohet, blloku rrëshqet pa fërkim përgjatë pjerrësisë. Shpejtësia e bllokut kur arrin në fund të pjerrësisë është…
B. 8 ms-1
C. 10 ms-1
D. 12 ms-1
E. 16 ms-1
Diskutim
Energjia mekanike fillestare = energjia potenciale gravitacionale = mgh = m (10)(5) = 50 m
Energjia mekanike përfundimtare = energjia kinetike = 1/2 mV2
Ligji i ruajtjes së energjisë mekanike thotë se energjia mekanike fillestare = energjia mekanike përfundimtare.
EMo = EMt
50 m = 1/2 mV2
50 = 1/2 v2
100 = v2
v = 10 m/s
Përgjigja e saktë është C.
5. Një bllok me një masë prej m kg lëshohet nga një lartësi prej h metrash mbi tokë siç tregohet në figurë. Raporti i energjisë potenciale (EP) dhe energjisë kinetike (EK) kur është në pikën M është….
A. 1: 3 
B. 1: 2
C. 2: 1
D. 2: 5
E. 3: 7
Diskutim
Energjia potenciale gravitacionale në pikën M:
EPM = mg (0,3 orë)
Energjia kinetike në pikën M = zvogëlimi i energjisë potenciale gravitacionale me h-0,3h = 0,7 h
EKM = EP = mg (0,7 orë)
Raporti i energjisë potenciale gravitacionale dhe energjisë kinetike në pikën M është:
EPM : EKM
mg (0,3 orë): mg (0,7 orë)
0,3: 0,7
3: 7
Përgjigja e saktë është E.
6. Shikoni figurën e objektit A që bie lirisht nga pika P më poshtë!
Nëse EPQ dhe EKQ secila është energjia potenciale dhe energjia kinetike në pikën Q (g = 10 m/s2), pastaj EPQ : EKQ është…
A. 16: 9
B. 9: 16
C. 3: 2
D. 2: 3
E. 2: 1
Diskutim
Energjia potenciale gravitacionale në pikën Q:
EPQ = mgh = (m)(10)(1,8) = 18 m
Energjia kinetike në pikën Q = zvogëlimi i energjisë potenciale gravitacionale me 5-1,8 = 3,2 metra
EKQ = EP = mgh = m (10)(3,2) = 32 m
Raporti i energjisë potenciale gravitacionale dhe energjisë kinetike në pikën Q është:
EPQ : EKQ
18 m : 32 m
18: 32
9: 16
Burimi i pyetjes:
Pyetje të Provimit Kombëtar të Fizikës për Shkollën e Mesme të Lartë/Shkollën e Mesme Profesionale
