6 Shembuj të Pyetjeve mbi Energjinë Mekanike
Teorema mekanike e punës dhe energjisë
1. Shikoni imazhin e mëposhtëm të zhvendosjes së bllokut! Supozoni g = 10 m/ s² . Nëse koeficienti i fërkimit kinetik midis bllokut dhe dyshemesë është μ k = 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 që :
Koeficienti i fërkimit kinetik ( μ k) = 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
Pyetja : zhvendosja e objektit (objekteve)?
Përgjigje :
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 (EM2 ) - energjinë mekanike fillestare (EM1 ) . Fërkimi kinetik është një forcë jo-konservatore dhe e vetmja forcë jo-konservatore që vepron mbi bllokun është forca e fërkimit kinetik.
W = Δ EM
f k s = EM 2 – EM 1
Puna e kryer nga fërkimi kinetik:
W = f k s = ( μ k )(N)(s) = (0,5)(40)(s) = 20 s
Ndryshimet në energjinë mekanike:
Δ EM = EM 2 – EM 1 = (EK + EP) 2 – (EK + EP) 1
Një objekt lëviz në një sipërfaqe të sheshtë dhe nuk përjeton një ndryshim në lartësi ( Δ h = 0), kështu që nuk ka ndryshim në energjinë potenciale gravitacionale ( Δ EP = EP 2 – EP 1 = 0). Pra, ndryshimet në energjinë mekanike përfshijnë vetëm ndryshime në energjinë kinetike.
Δ EM = EK 2 – EK 1 = ½ mv 2 2 – ½ mv 1 2 = ½ m (v 2 2 – v 1 2 )
Δ EM = ½ (4) (0 2 - 5 2 ) = (2) (25) = 50
Zhvendosja e bllokut është:
W = Δ EM
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 mv 2
B. mv 2
C. 3/4 mv 2
D. 1/2 mv 2
E. 1/4 mv 2
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:
EK B = ½ mv 2 = 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 mv 2.
Ligji i ruajtjes së energjisë mekanike :
mgh = ½ mv².
Meqë 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 mv 2 = mgh
½ v 2 = (10)(20-15)
½ v 2 = (10)(5)
½ v 2 = 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.
EM o = EM t
50 m = 1/2 mV²
50 = 1/2 v 2
2 (50) = 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:
EP M = mg (0,3 orë)
Energjia kinetike në pikën M = zvogëlimi i energjisë potenciale gravitacionale me h-0,3h = 0,7 h
EK M = EP = mg (0,7 orë)
Raporti i energjisë potenciale gravitacionale dhe energjisë kinetike në pikën M është:
EP M : EK M
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 EP Q dhe EK Q janë energjia potenciale dhe energjia kinetike në pikën Q përkatësisht (g = 10 m/s² ) , atëherë EP Q : EK Q është….
A. 16: 9
B. 9: 16
C. 3: 2
D. 2: 3
E. 2: 1
Diskutim
Energjia potenciale gravitacionale në pikën Q:
EP Q = mgh = (m)(10)(1,8) = 18 m
Energjia kinetike në pikën Q = zvogëlimi i energjisë potenciale gravitacionale me 5-1,8 = 3,2 metra
EK Q = EP = mgh = m (10)(3,2) = 32 m
Raporti i energjisë potenciale gravitacionale dhe energjisë kinetike në pikën Q është:
EP Q : EK Q
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
