Gravitationspotentialenergi – problem och lösningar

1. Ett fritt fall från vila på 1 kg , från en höjd av 10 m.

Bestämma:

( a) Arbete utfört av tyngdkraften

(b) Förändringen i gravitationell potentiell energi

Tyngdacceleration (g) = 10 m/ ^s²

Känd:

Massa (m²) = 1 kg

Höjd (h) = 10 m

Tyngdacceleration (g) = 10 m/ ^s²

Vikt (w) = mg = (1 kg)(10 m/s² ⁾ = 10 N

lösning:

(a) Arbete utfört av tyngdkraften

W = wh = mgh

W = (1)(10)(10) = 100 Joule

(b) Förändringen i gravitationell potentiell energi

Förändringen i gravitationell potentiell energi är lika med det arbete som gravitationen utför.

ΔEP = 100 Joule

[IRP]

2. Ett föremål på 10 N glider ner på det släta, lutande planet längs 2 meter. Bestäm arbetet utfört av viktkraften!

Känd:

vikt (w) = 10 N

w _x = w sin θ = (10)(sin 30 ^o ) = (10)(0.5) = 5 N

d = 2 m

Tyngdacceleration (g) = 10 m/ ^s²

Önskat: arbete utfört med viktkraft

lösning:

W = F d = w _x d = (5)(2) = 10 joule

Alternativ lösning:

Sinus 30 ^o = h / d

0.5 = tim / 2

h = (0.5)(2)

h = 1m

Arbete utfört av viktkraft;

W = F d = wh = (10 N)(1 m) = 10 N m = 10 Joule

[IRP]

3. Ett föremål på 1,500 2 gram på 20 meters höjd faller fritt till marken. Vad är föremålets potentiella gravitationsenergi? Tyngdaccelerationen är 10 m/ ^s².

Känd:

Tyngdacceleration (g) = 10 m/ ^s²

Massa (m) = 1500 gram = 1500/1000 kilogram = 1.5 kilogram

Höjd (h) = 20 meter

Önskad: Den gravitationella potentiella energin

lösning:

PE = mgh = (1.5 kg)(10 m/s² ⁾ (20 m) = 300 kg m² ^/ s² ⁼ 300 joule

4. Baserat på figuren nedan, om massan av objekt 1 är 2 kg och massan av objekt 2 är 4 kg, är jämförelsen av potentiell energi för objekt 1 och objekt 2 …..

Känd:

Massa av objekt 1 (m₁) = 2 kilogram

Massa av objekt 2 (m² ₎ = 4 kilogram

Höjd 1 (h² ₎ = 12 meter

Höjd 2 (h² ₎ = 9 meter

Önskad: Jämförelse av potentiell energi för objekt 1 och objekt 2

lösning:

PE = mgh

m = massa (dens internationella enhet är kilogram, förkortat kg)

g = tyngdaccelerationen (dens internationella enhet är meter per sekund i kvadrat, förkortat m/ ^s² )

h = höjd (dens internationella enhet är meter, förkortat m)

PE = gravitationell potentiell energi (dens internationella enhet är kg m² ^/ s² ^eller Joule)

Den potentiella gravitationsenergin för objekt 1:

EP ₁ = m ₁ gh ₁ = (2)(g)(12) = 24 g

Den potentiella gravitationsenergin för objekt 2:

EP2 = _{m2gh2 = ( 4} )(g) ( 9) = 36 _g

Jämförelse av den potentiella energin för objekt 1 och objekt 2:

PE ₁ : PE ₂

24 g: 36 g

24: 36

24/12 : 36/12

2: 3

[wpdm_package id = '1175 ′]

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