Mifano ya maswali ya kazi ya nishati ya kinetiki na fizikia

Mifano 5 ya maswali ya kazi ya nishati ya kinetiki na fizikia

1. Gari lenye uzito wa kilo 5000 mwanzoni halijatulia, na kisha husogea kwa kasi ya mita 20/s. Amua jumla ya kazi iliyofanywa kwenye gari...
Majadiliano
Inajulikana :
Uzito (m) = kilo 5000
Kasi ya awali (v)_o) = 0 m/s (mwanzoni gari halijasimama)
Kasi ya mwisho (v)_t) = 20 m/s
Aliuliza Juhudi kamili
Jawab :
Nadharia ya nishati ya kinetiki ya kazi inasema kwamba jumla ya kazi ni sawa na mabadiliko katika nishati ya kinetiki. Kihisabati:
Juhudi kamili:
W_{jumla ya} = ½ m (v_t² - v_o²)
W_{jumla ya} = ½ (5000)(20² - 0²)
W_{jumla ya} = (2500)(400 - 0)
W_{jumla ya} = (2500)(400)
W_{jumla ya} = 1000.000
Jumla ya kazi ni Jouli 1000.000.

2. Kitu chenye uzito wa kilo 10 mwanzoni husogea kwa kasi ya m 5/s. Muda mfupi baadaye kitu hicho husogea kwa kasi ya m 10/s. Tambua jumla ya kazi iliyofanywa kwenye kitu hicho.
Majadiliano
Inajulikana :
Uzito wa kitu (m) = kilo 10
Kasi ya awali (v)_o) = 5 m/s
Kasi ya mwisho (v)_t) = 10 m/s
Aliuliza : juhudi kamili
Jawab :
Juhudi kamili:
Jumla ya kazi ni Jouli 375.

3. Gari lenye uzito wa kilo 2000 linasonga kwa kasi ya mlalo ya mita 10/s. Ghafla, dereva anapunguza kasi ya gari hadi mita 5/s. Kazi inayofanywa na dereva kwenye gari ni...
Majadiliano
Inajulikana :
Uzito wa gari (m) = kilo 2000
Kasi ya awali (v)_o) = 10 m/s
Kasi ya mwisho (v)_t) = 5 m/s
Aliuliza : juhudi kamili
Jawab :
Juhudi kamili:
Jumla ya kazi ni Jouli 75.000.
Ishara hasi inamaanisha nguvu inayotokana na gari iko kinyume na uhamaji wa gari. Kazi hasi pia inamaanisha nishati ya kinetiki ya gari hupungua.

4. Gari lenye uzito wa tani 1 huwa halijatulia mwanzoni. Muda mfupi baadaye, linasonga kwa kasi ya mita 10 kwa sekunde. Kiasi cha kazi inayofanywa na injini ya gari ni...
A. Joule 1.000
B. 10.500 Joule
C. 15.000 Joule
D. Jouli 25.000
E. 50.000 Joule
Majadiliano:
Inajulikana :
m = tani 1 = kilo 1000, v_o = 0 m/s, v_t = 10 m/s
Aliuliza :
Jitihada (W)?
Jawab :
Kazi = mabadiliko katika nishati ya kinetiki

Mabadiliko katika nishati ya kinetiki :
= ½ m(v)_t² - v_o²) = ½ (1000)(100 - 0) = ½ (1000)(100) = kilo 50.000 m²/s² = Jouli 50.000
Kwa hivyo W = Jouli 50.000
Jibu sahihi ni E.

5. Meza yenye uzito wa kilo 10 mwanzoni husimama kwenye sakafu laini, kisha husukumwa kwa sekunde 10 ili isonge kwa mstari ulionyooka kwa kasi ya 2 m/s.². Ukubwa wa juhudi zilizofanyika ulikuwa…
A. Joule 2000
B. 3000 Joule
C. 6000 Joule
D. Jouli 8000
E. 9000 Joule
Majadiliano:
Inajulikana :
m = kilo 10, t = sekunde 10, v_o = 0, a = 2 m/s²katika_t =?
Aliuliza :
Jitihada (W)?
Jawab :
Hesabu kasi ya mwisho (v)_t):
v_t =v_o + katika = 0 + (2)(10) = 20 m/s

Kazi = mabadiliko katika nishati ya kinetiki

Mabadiliko katika nishati ya kinetiki :
= ½ m(v)_t² - v_o²) = ½ (10)(400 – 0) = ½ (10)(400) = ½ (4000) = 2000 Jouli
Kwa hivyo W = Jouli 2000
Jibu sahihi ni A.