6 примера питања о механичкој енергији
Теорема о механичком раду и енергији
1. Обратите пажњу на слику померање блок на следећи начин! Претпоставимо g = 10 m/s2Ако је коефицијент кинетичког трења између блока и пода μk = 0,5, онда је вредност померања објекта (s) ….
А. 5,00 м
Б. 4,25 м
Ц. 3,00 м
Д. 2,50 м
Е. 2,00 м
Пембахасан
познато је :
Коефицијент кинетичког трења (μк) = 0,5
Маса блока (m) = 4 kg
Убрзање гравитације (g) = 10 m/s2
Тежина блока (w) = mg = (4)(10) = 40 Њутна
Ако је блок на равној површини, онда је нормална сила (N) = тежина (w) = 40 Њутна.
Почетна брзина (v1) = 5 м/с
Коначна брзина (v2) = 0 м/с
Питао померање објекта (објеката)?
Јаваб :
Теорема о радно-механичкој енергији каже да је рад (W) који изврши неконзервативна сила једнак промени механичке енергије објекта или коначној механичкој енергији (EM).2) – почетна механичка енергија (ЕМ)1). Кинетичко трење је неконзервативна сила и једина неконзервативна сила која делује на блок је кинетичко трење.
В = ΔEM
fk s = EM2 – ЕМ1
Рад обављен кинетичким трењем:
W = fk s = (μk)(N)(s) = (0,5)(40)(s) = 20 s
Промене механичке енергије:
ΔЕМ = ЕМ2 – ЕМ1 = (ЕК + ЕП)2 – (ЕК + ЕП)1
Предмети се крећу по равној површини и не мењају висину (Δh = 0) тако да нема промене гравитационе потенцијалне енергије (ΔЕП = ЕП2 – ЕП1 = 0). Дакле, промена механичке енергије укључује само промену кинетичке енергије.
ΔЕМ = ЕК2 – ЕК1 = ½ mv22 – ½ mV12 = ½ м (v22 - в12)
ΔЕМ = ½ (4)(02 - КСНУМКС2) = (2)(25) = 50
Померање блока је:
В = ΔEM
20 сек = 50
s = 50 / 20 = 2,5 метара
Тачан одговор је Д.
Закон очувања механичке енергије
2. Објекти А и Б имају исту масу. Објекат А пада са висине од h метара, а Б пада са 2h метара. Ако А удари у земљу брзином од vm/s, онда ће објекат Б ударити у земљу са кинетичком енергијом од….
А. 2 мв2
Б. мв2
C. 3/4 mv2
D. 1/2 mv2
Е. 1/4 мВ2
Пембахасан
Коначна брзина објекта B који слободно пада са висине од 2h је:
v2 = 2 г (2 сата) = 4 г
Кинетичка енергија објекта Б је:
EKB = ½ mv2 = ½ m (4 gh) = 2 mgh —– Једначина 1
Почетна механичка енергија објекта Б је гравитациона потенцијална енергија = mg h. Коначна механичка енергија објекта Б је кинетичка енергија = ½ mv2.
Закон очувања механичке енергије :
mgh = ½ mv2.
Карена mgh = ½ mv2 онда можемо заменити mgh у једначини 1 са ½ mv2.
Кинетичка енергија објекта B = 2 mgh = 2(½ mv2) = mv2
Тачан одговор је Б.
3. Погледајте слику испод! Објекат слободно пада са висине од 20 м. Ако је убрзање гравитације 10 м/с, онда је брзина објекта када је 15 м изнад тла….
А. 2 м/с
Б. 5 м/с
C. 10 м/с
D. 15 м/с
И. 20 м/с
Пембахасан
Коначна механичка енергија = почетна механичка енергија
Кинетичка енергија објекта у тачки 2 = смањење гравитационе потенцијалне енергије за 5 метара
½ mV2 = мгх
½ v2 = (10)(20-15)
½ v2 = (10)(5)
½ v2 = КСНУМКС
v2 = (2)(50)
v2 = КСНУМКС
в = 10 м/с
Тачан одговор је Ц.
4. Блок је држaн на врху нагнуте равни као што је приказано на слици. Када се отпусти, блок клизи без трења дуж нагиба. Брзина блока када стигне до дна нагиба је…
Б. 8 мс-1
C. 10 ms-1
Д. 12 мс-1
Е. 16 мс-1
Пембахасан
Почетна механичка енергија = гравитациона потенцијална енергија = mgh = m (10)(5) = 50 m
Коначна механичка енергија = кинетичка енергија = 1/2 mv2
Закон очувања механичке енергије каже да је почетна механичка енергија = коначна механичка енергија.
EMo = ЕМt
50 m = 1/2 mv2
50 = 1/2 v2
100 = v2
в = 10 м/с
Тачан одговор је Ц.
5. Блок масе m kg је ослобођен са висине од h метара изнад тла као што је приказано на слици. Однос потенцијалне енергије (EP) и кинетичке енергије (EK) када се налази у тачки M је….
А. 1:3 
Б. 1:2
Ц. 2:1
Д. 2:5
Е. 3:7
Пембахасан
Гравитациона потенцијална енергија у тачки M:
EPM = мг (0,3 х)
Кинетичка енергија у тачки M = смањење гравитационе потенцијалне енергије за h-0,3h = 0,7 h
EKM = EP = mg (0,7 h)
Однос гравитационе потенцијалне енергије и кинетичке енергије у тачки M је:
EPM ЕКM
мг (0,3 сата) : мг (0,7 сата)
0,3 : 0,7
3 : 7
Тачан одговор је Е.
6. Погледајте слику објекта А који слободно пада из тачке П испод!
Ако ЕПQ и ЕКQ свака је потенцијална енергија и кинетичка енергија у тачки Q (g = 10 m/s2), затим ЕПQ ЕКQ је….
А. 16:9
Б. 9:16
Ц. 3:2
Д. 2:3
Е. 2:1
Пембахасан
Гравитациона потенцијална енергија у тачки Q:
EPQ = mgh = (m)(10)(1,8) = 18 m
Кинетичка енергија у тачки Q = смањење гравитационе потенцијалне енергије за 5-1,8 = 3,2 метра
EKQ = EP = mgh = m (10)(3,2) = 32 m
Однос гравитационе потенцијалне енергије и кинетичке енергије у тачки Q је:
EPQ ЕКQ
18 м : 32 м
18 : 32
9 : 16
Извор питања:
Питања из физике за национални испит за средњу школу/стручну средњу школу
