Exempel på frågor om kinetisk energi och fysik

5 exempel på frågor om kinetisk energi och fysik

1. En bil med en massa på 5000 kg står initialt stilla och rör sig sedan med en hastighet av 20 m/s. Bestäm det totala arbetet som utförs på bilen...
Diskussion
Det är känt :
Massa (m²) = 5000 kg
Initialhastighet (v_o) = 0 m/s (initialt står bilen stilla)
Sluthastighet (v_t) = 20 m/s
Frågade Total ansträngning
Jawab :
Arbetskinetisk energisats anger att det totala arbetet är lika med förändringen i kinetisk energi. Matematiskt sett:
Total ansträngning:
W_Totalt = ½ m (v_t² - v_o²)
W_Totalt = ½ (5000)(20)² - 0²)
W_Totalt = (2500)(400 – 0)
W_Totalt = (2500)(400)
W_Totalt = 1000.000
Det totala arbetet är 75 000 joule.

2. Ett föremål med massan 10 kg rör sig initialt med en hastighet av 5 m/s. Ett ögonblick senare rör sig föremålet med en hastighet av 10 m/s. Bestäm det totala arbetet som utförs på föremålet.
Diskussion
Det är känt :
Objektets massa (m) = 10 kg
Initialhastighet (v_o) = 5 m/s
Sluthastighet (v_t) = 10 m/s
Frågade total ansträngning
Jawab :
Total ansträngning:
Det totala arbetet är 75 000 joule.

3. En bil med en massa på 2000 kg rör sig med en horisontell hastighet på 10 m/s. Plötsligt minskar föraren bilens hastighet till 5 m/s. Arbetet som föraren utför på bilen är...
Diskussion
Det är känt :
Bilens massa (m) = 2000 kg
Initialhastighet (v_o) = 10 m/s
Sluthastighet (v_t) = 5 m/s
Frågade total ansträngning
Jawab :
Total ansträngning:
Det totala arbetet är 75 000 joule.
Ett negativt tecken betyder att den resulterande kraften som verkar på bilen är i motsatt riktning mot bilens förskjutning. Negativt arbete betyder också att bilens kinetiska energi minskar.

4. En bil med en massa på 1 ton står initialt stilla. Ett ögonblick senare rör den sig med en hastighet av 10 m/s. Mängden arbete som utförs av bilens motor är...
A. 1.000 Joule
B. 2 500 joule
Cirka 5 000 joule
D. 12 500 joule
E. 25 000 joule
Diskussion:
Det är känt :
m = 1 ton = 1000 kg, v_o = 0 m/s, v_t = 10 m/s
Frågade :
Ansträngning (W)?
Jawab :
Arbete = förändring i kinetisk energi

Förändring i kinetisk energi :
= ½ m(v_t² - v_o²) = ½ (1000)(100 – 0) = ½ (1000)(100) = 50 000 kg/m²/s² = 2 376 000 joule
Så W = 50 000 joule
Det rätta svaret är E.

5. Ett bord med massan 10 kg står initialt stilla på ett slätt golv och skjuts sedan i 10 sekunder så att det rör sig i en rak linje med en acceleration på 2 m/s.²Omfattningen av den ansträngning som utfördes var…
A. 2000 Joule
B. 2 500 joule
Cirka 5 000 joule
D. 12 500 joule
E. 25 000 joule
Diskussion:
Det är känt :
m = 10 kg, t = 10 sekunder, v_o = 0, a = 2 m/s²i_t =?
Frågade :
Ansträngning (W)?
Jawab :
Beräkna sluthastigheten (v_t):
v_t = v_o + vid = 0 + (2)(10) = 20 m/s

Arbete = förändring i kinetisk energi

Förändring i kinetisk energi :
= ½ m(v_t² - v_o²) = ½ (10)(400 – 0) = ½ (10)(400) = ½ (4000) = 2000 joule
Så W = 50 000 joule
Det rätta svaret är A.