Mifano 8 ya nishati inayowezekana na nishati ya kinetiki
1. Tazama picha iliyo hapa chini!
Kitu A kina uzito wa gramu 1.500 na kiko katika nafasi inayoonyeshwa kwenye picha. Baada ya muda, kitu hicho huanguka chini. Nishati inayowezekana kubwa zaidi inayomilikiwa na kitu A
ni... (inajulikana kuwa g dunia = 10 m/s2)
A. 15 Joule
B. 200 Joule
C. 300 Joule
D. Jouli 30.000
Majadiliano
Inajulikana kwamba:
Taja vitengo vyote katika Mfumo wa Kimataifa
Kuongeza kasi kutokana na mvuto (g) = 10 m/s 2
Uzito wa kitu (m) = gramu 1500 = kilo 1500/1000 = kilo 1,5
Urefu (h) = mita 20
Aliuliza: Nishati inayowezekana ya kitu A
Jibu:
Kitu A kina nishati inayoweza kutokea zaidi kinapokuwa katika sehemu yake ya juu zaidi, ambayo iko mita 20 kutoka kwenye uso wa ardhi, na nishati inayoweza kutokea kidogo zaidi kinapokuwa kwenye uso wa ardhi.
Nishati inayowezekana ya kitu huhesabiwa kwa kutumia fomula ya nishati inayowezekana ya uvutano:
EP = mg = (kilo 1,5)(10 m/s2(20 m) = kilo 300 m2/s2 = Jouli 300
Jibu sahihi ni C.
2. Risasi ya gramu 10 inasonga kwa kasi ya mita 100 kwa sekunde. Nishati ya kinetiki ya risasi ni…..
A. Joule 50
B. 1.000 Joule
C. 10.000 Joule
D. Jouli 50.000
Majadiliano
Inajulikana kwamba:
Uzito wa risasi (m) = gramu 10 = kilo 10/1000 = kilo 1/100 = kilo 0,01
Kasi ya risasi (v) = mita 100/sekunde
Aliuliza: Nishati ya kinetiki ya risasi
Jibu:
Nishati ya kinetiki ya risasi huhesabiwa kwa kutumia fomula ya nishati ya kinetiki:
EK = 1/2 mv2
EK = 1/2 (kilo 0,01)(100 m/s)2
EK = 1/2 (kilo 0,01)(mita 10.0002/s2)
EK = kilo 50 m2/s2
EK = Jouli 50
Jibu sahihi ni A.
3. Gari A na gari B zina uzito sawa. Magari yote mawili husogea kwa nishati tofauti ya kinetiki. Ikiwa nishati ya kinetiki ya gari A ikilinganishwa na nishati ya kinetiki ya gari B ni 4:9, basi kasi ya gari A ikilinganishwa na kasi ya gari B ni….
A. 2: 3
B. 3: 2
C. 4: 9
D. 9: 4
Majadiliano
Inajulikana kwamba:
Nishati ya kinetiki ya gari A (EK)A= 4
Nishati ya kinetiki ya gari B (EK)B= 9
Uzito wa gari A (mA) = uzito wa gari B (mB) = m
Swali: Kasi ya gari A ikilinganishwa na kasi ya gari B
Jibu:
Tuseme uzito wa gari A = uzito wa gari B = m = 1
Nishati ya kinetiki ya gari A:
EK = ½ mv2 —-> Fomula ya nishati ya kinetiki
4 = ½ (1) v2
(2)(4) = v2
vA = √(2)(4)
Nishati ya kinetiki ya gari B:
EK = ½ mv2 —-> Fomula ya nishati ya kinetiki
9 = ½ (1) v2
(2)(9) = v2
vB = √(2)(9)
Ulinganisho wa kasi ya gari A na gari B:
vA : katikaB
√(2)(4) : √(2)(9)
2√2 : 3√2
2: 3
Jibu sahihi ni A.
4. Vitu viwili A na B vina uzito sawa. Kitu A husogea kwa nishati ya kinetiki ya 4 J na B kwa nishati ya kinetiki ya 16 J. Uwiano wa kasi ya kitu A hadi B ni….
A. 1: 2
B. 1: 4
C. 2: 1
D. 4: 1
Majadiliano
Inajulikana kwamba:
Nishati ya kinetiki ya kitu A (EK)A) = Joule 4
Nishati ya kinetiki ya kitu B (EK)B) = Joule 16
Uzito wa kitu A (mA) = uzito wa kitu B (mB) = m
Swali: Ulinganisho wa kasi ya kitu A na kasi ya kitu B
Jibu:
Tuseme uzito wa kitu A = uzito wa kitu B = m = 1
Nishati ya kinetiki ya kitu A:
EK = ½ mv2 —-> Fomula ya nishati ya kinetiki
4 = ½ (1) v2
(2)(4) = v2
vA = √(2)(4)
Nishati ya kinetiki ya kitu B:
EK = ½ mv2 —-> Fomula ya nishati ya kinetiki
16 = ½ (1) v2
(2)(16) = v2
vB = √(2)(16)
Ulinganisho wa kasi ya gari A na gari B:
vA : katikaB
√(2)(4) : √(2)(16)
2√2 : 4√2
2: 4
1: 2
Jibu sahihi ni A.
5. Vitu viwili vyenye uzito sawa vinasonga. Uwiano wa nishati ya kinetiki ya vitu vya kwanza na vya pili ni 1:4. Uwiano wa kasi ya kitu cha kwanza kwa kitu cha pili ni….
A. 1: 2
B. 1: 4
C. 2: 1
D. 4: 1
Majadiliano
Inajulikana kwamba:
Nishati ya kinetiki ya kitu cha kwanza (EK)1= 1
Nishati ya kinetiki ya kitu cha pili (EK)2= 4
Uzito wa kitu cha kwanza (m1) = uzito wa kitu cha pili (m2) = m
Swali: Ulinganisho wa kasi ya kitu cha kwanza na kasi ya kitu cha pili
Jibu:
Tuseme uzito wa kitu cha kwanza = uzito wa kitu cha pili = m = 1
Nishati ya kinetiki ya kitu cha kwanza:
EK = ½ mv2 —-> Fomula ya nishati ya kinetiki
1 = ½ (1) v2
(2)(1) = v2
2 = v2
vA = √2
Nishati ya kinetiki ya kitu cha pili:
EK = ½ mv2 —-> Fomula ya nishati ya kinetiki
4 = ½ (1) v2
(2)(4) = v2
vB = √(2)(4)
Ulinganisho wa kasi ya gari A na gari B:
v1 : katika2
√2 : √(2)(4)
√2 : 2√2
1: 2
Jibu sahihi ni A.
6. Kizuizi huteleza kwenye uso ulioinama kwa kasi isiyobadilika. Mabadiliko ya nishati yanayotokea ni…
A. nishati inayowezekana → nishati ya kinetiki
B. nishati ya kinetiki → nishati inayowezekana
C. nishati inayowezekana → nishati ya joto
D. nishati ya kinetiki → nishati ya joto
E. nishati ya joto → nishati ya kinetiki
Majadiliano
Ikiwa kizuizi kitateleza chini ya uso ulioinama, kutoka juu hadi chini, basi nishati ya uwezo wa uvutano hubadilishwa kuwa nishati ya kinetiki.
Jibu sahihi ni A.
Angalia mzunguko kwenye picha.
7. Pendulum ya hisabati hupewa uhamishaji wa awali na kisha hubadilika kulingana na mfuatano kama inavyoonyeshwa kwenye mchoro. Ikiwa sehemu ya marejeleo ya kupima nishati inayowezekana ni nukta C, ni kauli gani iliyo sahihi?
(1) Nishati ya kinetiki ya pendulum katika nukta A' ni sawa na nishati ya kinetiki ya pendulum katika nukta B'
(2) Nishati inayowezekana ya pendulum katika nukta A' ni sawa na nishati inayowezekana ya pendulum katika nukta B'
(3) Tofauti katika nishati ya kinetiki ya pendulum katika nukta A' na A ni sawa na tofauti katika nishati inayowezekana ya pendulum katika nukta B' na B.
(4) Kasi ya pendulum katika nukta A' ni sawa na kasi ya pendulum katika nukta B.
Majadiliano
Kauli sahihi ni 1, 2 na 3.
8. Angalia picha!
Nishati ya kinetiki ya kitu katika nukta B = 100 J. Ikiwa uzito wa kitu ni kilo 2,5, basi nishati ya kinetiki ya kitu inapogonga ardhini katika nukta C ni…
A. 350 J
B. 250 J
C. 150 J
D. 100 J
Majadiliano
Nishati ya kinetiki ya kitu inapofika katika nukta B:
EP = mgh = (2,5)(10)(4) = Jouli 100
Nishati ya kinetiki ya kitu inapofika katika nukta C:
EP = mgh
EP = (2,5)(10)(4 + 6)
EP = (2,5)(10)(10)
EP = Joule 250
Jibu sahihi ni B.
Chanzo cha swali:
Maswali ya Mtihani wa Kitaifa wa Sayansi ya Shule ya Upili ya Vijana/Shule ya Upili ya Kiislamu
Maswali ya Fizikia ya SBMPTN
