9 exempel på Hookes lagfrågor
1. Grafen över förhållandet mellan kraft (F) och längdökningen (x) visas i bilden nedan. Fjäderkonstanten baserat på grafen är…
Diskussion
Formel Hookes lag :
k = F / x
Sammanfattning:
F = kraft (den internationella enheten är Newton, förkortat N)
k = fjäderkonstant (den internationella enheten är Newton/meter, förkortat N/m)
x = längdökning (den internationella enheten är meter, förkortat m)
1. Boll A och boll B, vardera med en massa på 200 gram, kolliderar på ett perfekt elastiskt sätt. Om boll A rör sig med en hastighet av 10 m/s och boll B är i vila före kollisionen, då är boll A och boll B:s hastighet efter kollisionen...
Diskussion
Det är känt :
Massa av boll A (mA) = 200 gram = 0,2 kg
Massa av boll B (mB) = 200 gram = 0,2 kg
Bollens A hastighet före kollisionen (vA) = 10 m/s
Bollens B hastighet före kollisionen (vB) = 0
1. En kula med massan 30 gram som rör sig med en hastighet av 30 m/s träffar ett träblock med massan 1 kg som står i vila. Bestäm blockets hastighet om kulan är inbäddad i blocket!
Diskussion
Det är känt :
Kulans massa (m1) = 30 gram = 0,03 kg
Blockets massa (m2) = 1 kg
Kulans initiala hastighet (v1) = 30 m/s
Blockets initiala hastighet (v2) = 0 (stationärt block)
Frågade kulans och blockets hastighet efter kollisionen (v')
3 Exempel på delvis elastiska kollisioner
1. Ett föremål på 500 gram rör sig med en hastighet av 10 m/s och ett föremål på 200 gram rör sig med en hastighet av 12 m/s. De två föremålen rör sig mot varandra och kolliderar. Om 500-gramsföremålets hastighet är 6 m/s efter kollisionen, då är 200-gramsföremålets hastighet…
Diskussion
Det är känt :
Massa av objekt 1 (m1) = 500 gram = 0,5 kg
Massa av objekt 2 (m2) = 200 gram = 0,2 kg
Objekt 1:s initiala hastighet (v1) = -10 m/s
Objekt 2:s initiala hastighet (v2) = 12 m/s
Sluthastighet för objekt 1 (v1') = 6 m/s
8 exempel på linjära momentumfrågor
1. Ett föremål med massan 1 kg rör sig med en hastighet av 10 m/s. Momentum objektet är…
Diskussion
Det är känt :
Massa (m²) = 1 kg
Hastighet (v) = 10 m/s
Frågade : linjärt momentum (p)
Jawab :
Momentumformel: p = mv
Beskrivning: p = rörelsemängd, m = massa, v = kecepatan.
Ett objekts rörelsemängd är:
p = mv = (1)(10) = 10 kg m/s2
11 exempel på momentum- och impulsfrågor
1. En boll med massan 0,2 kg kastas horisontellt med en hastighet av 10 m/s och träffar en vägg, sedan studsar bollen tillbaka med samma hastighet. Förändringen i bollens rörelsemängd är...
Diskussion
16 exempel på frågor om lagen om mekanisk energis bevarande
Lagen om bevarande av mekanisk energi i fritt fall
1. En kokosnöt med massan 2 kg faller fritt från en höjd av 6 meter. Kokosnötens kinetiska energi när den når marken är… g = 10 m/s2
Diskussion
Det är känt :
Kokosnötens massa (m) = 2 kg
Höjd (h) = 6 meter
Tyngdacceleration (g) = 10 m/s2
Frågade kinetisk energi (EK)
2 Exempel på maktfrågor
Effekt är den hastighet med vilken arbete utförs usaha eller ansträngningar som gjorts under ett visst tidsintervall.
Metametriskt sett är effekt förhållandet mellan ansträngning och tid.
P = W/t
Beskrivning: P = effekt (enhet Joule/sekund), W = arbete (Joule) och t = tidsintervall (sekund)
Baserat på denna ekvation kan man dra slutsatsen att ju högre hastighet med vilken arbete utförs, desto större är effekten, omvänt, ju mindre hastighet med vilken arbete utförs, desto mindre är effekten.
Effekt är en skalär kvantitet. Det internationella enheten för effekt är joule/sekund. Joule/sekund = watt (förkortat W), uppkallad efter James Watt.
Det brittiska systemet för effektenheter är 1 pund-fot-kraft per sekund. Denna enhet är för liten för praktiska ändamål, så en större enhet, hästkrafter (förkortat hk), används. 1 hästkraft = 550 pund-fot-kraft per sekund = 764 watt = ¾ kilowatt.
1. En fjäder belastas med 2 kg och hängs vertikalt på ett stativ. Om fjädern förlängs med 4 cm, då är förändringen i potentiell energi Fjäderns elastiska kraft är… g = 10 m/s2
Diskussion
Det är känt :
Lastens massa (m) = 2 kg
Tyngdacceleration (g) = 10 m/s2
Lastvikt (w) = mg = (2)(10) = 20 Newton
Ökning av fjäderns längd (x) = 4 cm = 0,04 meter
Frågade Fjäderns elastiska potentiella energi
1. Ett föremål med massan 1 kg faller fritt från en höjd av 10 meter tills det når marken. Bestäm:
(a) Det arbete som gravitationskraften utför på objektet
(b) Ändringar potentiell energi allvar
Tyngdacceleration (g) = 10 m/s2
Diskussion
Det är känt :
Objektets massa (m) = 1 kg
Höjd (h) = 10 meter
Tyngdacceleration (g) = 10 m/s2
Jawab:
(a) Arbete utfört av tyngdkraften
När ett föremål faller fritt är föremålets rörelseriktning nedåt och riktningen för gravitationskraften som verkar på föremålet (föremålets vikt) är också nedåt. Eftersom de är i samma riktning sammanfaller gravitationskrafterna eller bildar en vinkel på 0.o med objektets rörelseriktning. Cos 0 = 1 och varje tal multiplicerat med 1 är detsamma som det talet, så cos 0 behöver inte inkluderas i arbetsformeln.
Arbetsformeln är W = F s, där W = arbete, F = kraft och s = förskjutning. Om den justeras för detta problem ändras arbetsformeln till W = wh = mgh, där W = arbete, w = gravitation, h = förändring i objektets höjd, m = objektets massa, g = tyngdacceleration.
Så arbetet som utförs av gravitationen är:
W = wh = mgh = (1)(10)(10) = 100 joule