5 exempel på potentiell energifrågor
Gravitationell potentiell energi
1. 4.900 2 joule energi går åt för att lyfta ett föremål på 50 kg vertikalt. Föremålet kommer att stiga till en höjd av … (g = 9,8 ms⁻² )
A. 0,1 m
B. 10 m
Ca 98 meter
D. 245 m
Ö. 960 m
Diskussion
Det är känt att:
Förändring i potentiell energi (ΔEP) = 4900 Joule
objektets massa (m) = 50 kg
Tyngdacceleration (g) = 9,8 m/ s²
Önskat: Objektet kommer att stiga så högt som (Δh)
Jawab:
ΔEP = mg Δh
4900 = (50)(9,8) Δh
Δh = 10 meter
Det rätta svaret är B.
Vårens potentiella energi
2. Följande graf visar förhållandet mellan F (kraft) och x (längdökning) hos en fjäder. Om fjädern är förvrängd med 8 cm, då är fjäderns potentiella energi...
A. 1,6 × 10-5 JOULE
B. 6,4 × 10⁻⁴ Joule
Cirka 5 000 joule
D. 12 500 joule
E. 25 000 joule
Diskussion
Det är känt att:
Kraft (F) = 2 Newton
Längdökning (x) = 1 cm = 1/100 meter = 0,01 meter
Fjäderns nedböjning = 8 cm = 8/100 meter = 0,08 meter
Fråga: Fjäderns potentiella energi
Jawab:
Använd data i grafen för att beräkna fjäderkonstanten.
Fjäderns potentiella energi:
∆ EP = 1/2 kx 2
∆ EP = 1/2 (200 N/m)(0,08 m) 2
∆ EP = (100 N/m)(0,0064 m 2 )
∆ EP = 0,64 Nm
3. Bland följande tillstånd hos objekt:
(1) Utsträckt slangbellagummi
(2) Avböjd pendel
(3) Uppvärmt strykjärn
Objekt som har potentiell energi är numrerade...
A. (1)
B. (1) och (2)
C. (2)
D. (2) och (3)
E. (3)
Diskussion
(1) Utsträckt slangbellagummi
När det sträcks har slangbellagummi elastisk potentiell energi.
(2) Avböjd pendel
När pendeln avböjs har pendeln gravitationell potentiell energi.
Det rätta svaret är B.
4. Tabellen nedan visar resultaten av ett experiment med en fjäder belastad i ena änden. F representerar lastens vikt och ∆L representerar längdökningen. Beräkna det arbete som krävs för att förlänga fjädern med 10 cm.
A. 2,0 Joule
B. 2 500 joule
Cirka 5 000 joule
D. 12 500 joule
E. 10 joule
Diskussion
Det är känt att:
Ökning av fjäderlängd (∆L) = 10 cm = 0,1 meter
Fråga: Försök att förlänga fjädern med 10 cm
Jawab:
Använd data i tabellen för att beräkna fjäderkonstanten:
k = F / ∆x = 20 N / 0,04 m = 500 N/m
k = F / ∆x = 30 N / 0,06 m = 500 N/m
k = F / ∆x = 40 N / 0,08 m = 500 N/m
Fjäderkonstanten är 500 N/m
Ansträngningen att förlänga fjädern med 10 cm är:
W = 1/2 k ∆L² = 1/2 (500 N/m)(0,1 m) ² = (250 N/m)(0,01 m² ) = 2,5 Newtonmeter = 2,5 Joule.
Det rätta svaret är B.
5. Grafen (Fx) visar sambandet mellan kraft och ökningen av fjäderns längd. Storleken på fjäderns potentiella energi baserat på grafen ovan är…
A. 20 joule
B. 16 joule
Ca 3,2 joule
D. 1,6 joule
E. 1,2 joule
Diskussion
Det är känt att :
F = 40 Newton
Δx = 0,08 meter
Fråga : Fjäderns potentiella energi?
Svar :
Fjäderkonstant:
k = F / Δx
Fjäderns potentiella energi:
EP = ½ k Δx² = ½ ( F / Δx ) Δx² = ½ F Δx
EP = ½ (40)(0,08) = (20)(0,08) = 1,6 Joule
Det rätta svaret är D.
Frågekälla:
Nationella fysikfrågor för gymnasiet/yrkesgymnasiet
