1. En person drar ett block 2 m längs en horisontell yta med en konstant kraft F = 20 N. Bestäm arbetet som utförs av kraften F som verkar på blocket.
Känd:
Kraft (F) = 20 N
Förskjutning (s) = 2 m
Vinkel (θ ) = 0
Sökes : Arbete (V)
lösning:
W = F d cos θ = (20)(2)(cos 0) = (20)(2)(1) = 40 Joule
[IRP]
2. En kraft F = 10 N verkar på en låda 1 m längs en horisontell yta. Kraften verkar i en 30 ° vinkel som visas i figuren nedan. Bestäm arbetet som utförs av kraften F!
Känd :
Kraft (F) = 10 N
Den horisontella kraften (Fx ) = Fcos³⁻¹ o = (10)(0.5√³) = 5√³ N
Förskjutning (d) = 1 meter
Önskas : Arbete (V)?
Lösning :
W = F x d = (5√3)(1) = 5√3 Joule
3. En kropp faller fritt från vila, från en höjd av 2 m. Om tyngdaccelerationen är 10 m/s² , bestäm det arbete som utförs av tyngdkraften!
Känd:
Objektets massa (m) = 1 kg
Höjd (h) = 2 m
Tyngdacceleration (g) = 10 m/ s²
Önskat: Arbete utfört av tyngdkraften (W)
lösning:
W = F d = wh = mgh
W = (1)(10)(2) = 20 Joule
W = arbete, F = kraft, d = avstånd, w = vikt , h = höjd, m = massa, g = tyngdacceleration.
[IRP]
4. Ett föremål på 1 kg är fäst vid en fjäder så att den är förlängd 2 cm. Om tyngdaccelerationen är 10 m/s² , bestäm (a) fjäderkonstanten (b) arbetet som fjäderkraften utför på föremålet
Känd:
Massa (m²) = 1 kg
Tyngdacceleration (g) = 10 m/ s²
Förlängning (x) = 2 cm = 0.02 m
Vikt (w) = mg = (1 kg)(10 m/ s² ) = 10 kg m/ s² = 10 N
Önskad: Fjäderkonstant och arbete utfört av fjäderkraften
lösning:
(a) Fjäderkonstant
Formel för Hookes lag :
F = kx.
k = F / x = w / x = mg / x
k = (1)(10) / 0.02 = 10 / 0.02
k = 500 N/m
(b) arbete utfört av fjäderkraften
B = – ½ kx 2
W = – ½ (500)(0.02) 2
W = – (250)(0.0004)
W = -0.1 Joule
Minustecknet indikerar att fjäderkraften är i motsatt riktning mot objektets förskjutningsriktning.
[IRP]
5. En kraft F = 10 N accelererar en låda över en förskjutning på 2 m. Golvet är ojämnt och utövar en friktionskraft Fk = 2 N. Bestäm nettoarbetet som utförs på lådan.
Känd:
Kraft (F) = 10 N
Kinetisk friktionskraft (Fk ) = 2 N
Förskjutning (d) = 2 m
Önskas: Nätverk (W net )
lösning:
Arbete utfört av kraften F:
W1 = Fd cos 0 = (10)(2)(1) = 20 Joule
Arbete utfört av kinetisk friktionskraft (Fk ) :
W2 = Fkd = (2)(2)(cos 180) = (2)(2)(-1) = -4 Joule
Nätverk:
W netto = W 1 – W 2
W netto = 20 – 4
W netto = 16 Joule
6. Vilket arbete utförs av kraften F på blocket?
Känd:
Kraft (F) = 12 Newton
Förskjutning (d) = 4 meter
Sökes: Arbete (V)
lösning:
W = F d = (12 Newton)(4 meter) = 48 N m = 48 Joule
[IRP]
7. Ett block trycks av en kraft på 200 N. Blockets förskjutning är 2 meter. Vilket arbete utförs på blocket?
Känd:
Kraft (F) = 200 Newton
Förskjutning (d) = 2 meter
Sökes: Arbete (V)
lösning:
Arbete:
W = Fs
W = (200 Newton) (2 meter)
W = 400 Nm
W = 400 Joule
8. Sedanföraren vill parkera sin bil exakt 0.5 m framför lastbilen, vilket är 10 m från sedanens position. Vilket arbete krävs av sedanen?
Känd:
Förskjutning (d) = 10 meter – 0.5 meter = 9.5 meter
Kraft (F) = 50 Newton
Sökes: Arbete (V)
lösning:
W = Fs
W = (50 Newton) (9.5 meter)
W = 475 Nm
W = 475 Joule
[IRP]
9.
Arbete utfört av Tom och Jerry så att bilen kan köra så långt som 4 meter. Krafterna som utövas av Tom och Jerry är 50 N och 70 N.
Känd:
Förskjutning (s) = 4 meter
Nettokraft (F) = 50 Newton + 70 Newton = 120 Newton
Sökes: Arbete (V)
lösning:
W = F s = (120 Newton)(4 meter) = 480 Nm = 480 Joule
10. En förare drar en bil så att bilen rör sig så långt som 1000 cm. Vilket arbete utförs på bilen?
Känd:
Kraft (F) = 250 Newton
Förskjutning (s) = 1000 cm = 1000/100 meter = 10 meter
Sökes: Arbete (V)
lösning:
W = F s = (250 Newton)(10 meter) = 2500 Nm = 2500 Joule
11. Baserat på figuren nedan, om arbetet som utförs av nettokraften är 375 joule, bestäm objektets förskjutning.
Känd:
Arbete (W) = 375 Joule
Nettokraft ( ΣF) = 40 N + 10 N – 25 N = 25 Newton ( åt höger )
Önskas: Förflyttning ( d )
lösning:
Arbetets ekvation:
W = Fs
Objektets förskjutning:
d = W / F = 375 Joule / 25 Newton
d = 15 meter s
12. Aktiviteterna nedan som inte utför arbete är …
A. Skjut ett föremål så långt som 10 meter
B. Skjut en bil tills den rör sig
C. Tryck på en vägg
D. Drog ut en låda
lösning:
Arbetets ekvation:
W = ΣF s
W = arbete , F = kraft , d = förskjutning
Baserat på ovanstående formel utförs arbete med kraft och det finns en förskjutning.
Rätt svar är C.
1 3. Andrew trycker på ett föremål med en kraft på 20 N så att föremålet rör sig i en cirkulär rörelse med en radie på 7 meter. Bestäm arbetet som Andrew utför för dubbel cirkulär rörelse.
A. 0 Joule
B. 2 500 joule
Cirka 5 000 joule
D. 12 500 joule
lösning:
Om personen knuffar rullstolen två gånger i en cirkulär rörelse återgår personen och rullstolen till sin ursprungliga position, så personens förskjutning är noll.
Förskjutning = 0 så arbete = 0.
Det rätta svaret är A.
14. Någon trycker ett föremål mot golvet med en kraft på 350 N. Golvet utövar en friktionskraft på 70 N. Bestäm arbetet som utförs av kraften för att flytta föremålet så långt som 6 meter.
A. 45 J
B. 72 J
C. 1680 J
D. 2580 J
Känd:
Tryckkraften (F) = 350 Newton
Friktionskraft (F fric ) = 70 Newton
Förskjutning av objekt (er) = 6 meter
Sökes: Arbete (V)
lösning:
Det finns två krafter som verkar på objektet, tryckkraften (F) och friktionskraften (F fric ). Tryckkraften har samma riktning som objektets förskjutning eftersom tryckkraften utför ett positivt arbete. Å andra sidan har friktionskraften motsatt riktning med en förskjutning av objektet så att friktionskraften utför ett negativt arbete.
Arbete utfört av tryckkraft:
W = F d = (350 Newton)(6 meter) = 2100 Newtonmeter = 2100 Joule
Arbete utfört av friktionskraft:
W = – (F fric )(s) = – (70 Newton)(6 meter) = – 420 Newtonmeter = – 420 Joule
Nätverket:
W netto = 2100 Joule – 420 Joule
W netto = 1680 Joule
Rätt svar är C.
15. Ett föremål trycks av en horisontell kraft på 14 Newton på ett ojämnt golv med en friktionskraft på 10 Newton. Bestäm nettoarbetet för att flytta föremålet så långt som 8 meter.
A. 0.5 Joule
B. 2 500 joule
Cirka 5 000 joule
D. 12 500 joule
Känd:
Tryckkraft (F) = 14 Newton
Friktionskraft (F fric ) = 10 Newton
Objektets förskjutning (d) = 8 meter
Sökes: Arbete (V)
lösning:
Det finns två krafter som verkar på ett föremål, tryckkraft (F) och friktionskraft (F fric ).
Tryckkraften har samma riktning som objektets förskjutning, så tryckkraften utför ett positivt arbete. Å andra sidan har friktionskraften motsatt riktning som objektets förskjutning, så friktionskraften utför ett negativt arbete.
Arbete utfört av tryckkraft:
W = F s = (14 Newton)(8 meter) = 112 Newtonmeter = 112 Joule
Arbete utfört av friktionskraft:
W = – (F fric )(s) = – (10 Newton)(8 meter) = – 80 Newtonmeter = – 80 Joule
Nätverket:
W netto = 112 Joule – 80 Joule
W netto = 32 Joule
Rätt svar är C.
16. Bestäm nettoarbetet baserat på figuren nedan.
A. 360 Joule
B. 2 500 joule
Cirka 5 000 joule
D. 12 500 joule
lösning:
Arbete = Kraft (F) x förskjutning (d)
Arbete = Area av triangel 1 + area av rektangel + area av triangel 2
Work = 1/2(40-0)(3-0) + (40-0)(9-3) + 1/2(40-0)(12-9)
Arbete = 1/2(40)(3) + (40)(6) + 1/2(40)(3)
Arbete = (20)(3) + 240 + (20)(3)
Arbete = 60 + 240 + 60
Arbete = 360 Joule
Det rätta svaret är A.
17. En träbit med en längd på 60 cm trycks ner vertikalt i marken. Träet slås med en 10 kg hammare från en höjd av 40 cm ovanför träets överkant. Om markens genomsnittliga motståndskraft är 2 x 10³ N och tyngdaccelerationen är 10 m/s² , kommer träet att sjunka helt ner i marken efter… träffarna.
A. 4
B. 16
C. 28
D. 30
Känd:
Hammarens massa (m) = 10 kg
Tyngdaccelerationen (g) = 10 m / s²
Hammarens vikt (w) = mg = (10)(10) = 100 kg m/ s²
Hammarens förskjutning innan den träffar träet (d) = 40 cm = 0.4 meter
Träets motstånd (F) = 2 x 10³ N = 2000 N
Trälängd (s) = 60 cm = 0.6 meter
Önskas: Träet kommer att tränga ner helt i marken efter… träffar.
lösning:
Arbete som utförs på hammaren när hammaren rör sig så långt som 0.4 meter är:
W = F d = ws = (100 N)(0.4 m) = 40 Nm = 40 joule
Arbete utfört av markens motståndskraft:
W = F d = (2000 N)(0.6 m) = 1200 Nm = 1200 joule
Träet kommer att tränga ner helt i marken efter… träffar.
1200 Joule / 40 Joule = 30
Det rätta svaret är D.
[wpdm_package id = '1192 ′]
- Arbete utfört med kraftproblem och lösningar
- Problem med arbetskinetisk energi och lösningar
- Problem och lösningar med principer för arbete och mekanisk energi
- Problem med potentiell energi i form av gravitation och lösningar
- Problem med potentiell energi hos elastiska fjädrar och lösningar
- Strömproblem och lösningar
- Tillämpning av bevarande av mekanisk energi för fritt fall
- Tillämpning av bevarande av mekanisk energi för upp- och nedåtgående rörelse i fritt fall
- Tillämpning av bevarande av mekanisk energi för rörelse på en kurvyta
- Tillämpning av bevarande av mekanisk energi för rörelse på ett lutande plan
- Tillämpning av bevarande av mekanisk energi för projektilrörelse
