Tillämpning av bevarande av mekanisk energi för fritt fall – problem och lösningar

1. En kropp på 1 kg faller fritt från vila, från en höjd av 80 m. Tyngdaccelerationen är 10 m/s² ^. Vad är den kinetiska energin när kroppen träffar marken?

Känd:

Massa (m²) = 1 kg

Höjd (h) = 80 m

Tyngdacceleration (g) = 10 m/ ^s²

Önskad: kinetisk energi när kroppen träffar marken

lösning:

Den initiala mekaniska energin (ME _o ) = gravitationell potentiell energi (PE)

ME o ₌ PE = mgh = (1)(10)(80) = 800 joule

Den slutliga mekaniska energin (MEt ) ₌ kinetisk energi ( KE )

Principen för bevarande av mekanisk energi :

M E _o = M E _t

P E = K E

800 = KE

Den slutliga kinetiska energin är 800 joule.

2. En kropp på 4 kg faller fritt från vila, från en höjd av 10 m. Tyngdaccelerationen är 10 ms ^–2 . Vad är den kinetiska energin och hastigheten 5 meter över marken.

Känd:

Höjdförändringen (h) = 10 – 5 = 5 meter s

Massa (m²) = 4 kg

Tyngdacceleration (g) = 10 m/ ^s²

Önskat: Kinetisk energi 5 meter över marken och hastighet 5 meter över marken

lösning:

(a) Kinetisk energi 5 meter över marken

Den initiala mekaniska energin ( ME₂o ₎ = den gravitationella potentiella energin ( PE₂ )

ME o ₌ PE = mgh = (4)(10)(5) = 200 joule

Den slutliga mekaniska energin (EM _t ) = kinetisk energi (EK )

MET = KE​_​

Principen om bevarande av mekanisk energi säger att den initiala mekaniska energin = den slutliga mekaniska energin.

M E _o = M E _t

200 = KE

Den kinetiska energin på 5 meters höjd över marken är 200 joule.

(b) hastighet 5 meter över marken

Den initiala mekaniska energin (M E _o ) = den slutliga mekaniska energin (M E _t )

P E = K E

200 = ½ ^mV²

2(200) / 4 = ^v2

100 = ^v2

v = √100

v = 10 m/s

Kroppens hastighet på 5 meters höjd över marken är 10 m/s.

3. En mango faller fritt från vila, från en höjd av 2 meter. Tyngdaccelerationen är 10 ms ^–2 . Bestäm en mangos hastighet när den träffar marken.

Känd:

Höjd (h) = 2 meter s

Tyngdacceleration (g) = 10 m/ ^s²

Önskat: mangos hastighet när den träffar marken.

lösning:

Den initiala mekaniska energin ( ME₂o ₎ = den gravitationella potentiella energin ( PE₂ )

ME = PE = mgh = m (10)(2) = 20 m

Den slutliga mekaniska energin (MEt ) ₌ den kinetiska energin ( KE )

M E _t = K E = ½ ^mv²

Principen för bevarande av mekanisk energi säger att den initiala mekaniska energin = den slutliga mekaniska energin.

M E _o = M E _t

20 m = ½ ^m²

20 = ½ mot ²

2(20) = ^v2

40 = ^v2

v = √40 = √(4)(10) = 2√10 m/ s

[wpdm_package id = '1166 ′]

1. Arbete utfört med kraftproblem och lösningar
2. Problem med arbetskinetisk energi och lösningar
3. Problem och lösningar med principer för arbete och mekanisk energi
4. Problem med potentiell energi i form av gravitation och lösningar
5. Problem med potentiell energi hos elastiska fjädrar och lösningar
6. Strömproblem och lösningar
7. Tillämpning av bevarande av mekanisk energi för fritt fall
8. Tillämpning av bevarande av mekanisk energi för upp- och nedåtgående rörelse i fritt fall
9. Tillämpning av bevarande av mekanisk energi för rörelse på en krökt yta
10. Tillämpning av bevarande av mekanisk energi för rörelse på ett lutande plan
11. Tillämpning av bevarande av mekanisk energi för projektilrörelse