Mifano 9 ya Maswali ya Sheria ya Hooke
1. Grafu ya uhusiano kati ya nguvu (F) na ongezeko la urefu (x) inaonyeshwa kwenye picha iliyo hapa chini. Kigezo cha chemchemi kulingana na grafu ni…
Majadiliano
Fomula Sheria ya Hooke :
k = F / x
Taarifa:
F = nguvu (kitengo cha kimataifa ni Newton, kifupi N)
k = kigezo cha chemchemi (kitengo cha kimataifa ni Newton/mita, kifupi N/m)
x = ongezeko la urefu (kitengo cha kimataifa ni mita, kifupi m)
1. Mpira A na mpira B, kila moja ikiwa na uzito wa gramu 200, hugongana kwa njia ya kunyumbulika kikamilifu. Ikiwa kabla ya mgongano, mpira A unasonga kwa kasi ya 10 m/s na mpira B umepumzika, basi kasi ya mpira A na mpira B baada ya mgongano ni...
Majadiliano
Inajulikana :
Uzito wa mpira A (mA) = gramu 200 = kilo 0,2
Uzito wa mpira B (mB) = gramu 200 = kilo 0,2
Kasi ya mpira A kabla ya mgongano (v)A) = 10 m/s
Kasi ya mpira B kabla ya mgongano (v)B= 0
1. Risasi yenye uzito wa gramu 30 ikisonga kwa kasi ya mita 30/s inagonga kipande cha mbao chenye uzito wa kilo 1 ambacho kimepumzika. Tambua kasi ya kipande hicho ikiwa risasi imepachikwa kwenye kipande hicho!
Majadiliano
Inajulikana :
Uzito wa risasi (m1) = gramu 30 = kilo 0,03
Uzito wa kizuizi (m2) = kilo 1
Kasi ya awali ya risasi (v)1) = 30 m/s
Kasi ya awali ya kizuizi (v)2) = 0 (kizuizi kisichobadilika)
Aliuliza : kasi ya risasi na kizuizi baada ya mgongano (v')
Mifano 3 ya migongano yenye unyumbufu kidogo
1. Kitu cha gramu 500 husogea kwa kasi ya mita 10/s na kitu cha gramu 200 husogea kwa kasi ya mita 12/s. Vitu hivyo viwili husogea kuelekeana na kugongana. Ikiwa baada ya mgongano, kasi ya kitu cha gramu 500 ni mita 6/s, basi kasi ya kitu cha gramu 200 ni…
Majadiliano
Inajulikana :
Uzito wa kitu 1 (m1) = gramu 500 = kilo 0,5
Uzito wa kitu 2 (m2) = gramu 200 = kilo 0,2
Kasi ya awali ya kitu 1 (v)1) = -10 m/s
Kasi ya awali ya kitu 2 (v)2) = 12 m/s
Kasi ya mwisho ya kitu 1 (v)1') = 6 m/s
Mifano 8 ya Maswali ya Kasi ya Mstari
1. Kitu chenye uzito wa kilo 1 husogea kwa kasi ya 10 m/s. Kasi kitu hicho ni…
Majadiliano
Inajulikana :
Uzito (m) = kilo 1
Kasi (v) = 10 m/s
Aliuliza : kasi ya mstari (p)
Jawab :
Fomula ya kasi: p = mv
Maelezo: p = kasi, m = uzito, v = kecepatan.
Kasi ya kitu ni:
p = mv = (1)(10) = kilo 10 m/s2
Mifano 11 ya Maswali ya Kasi na Msukumo
1. Mpira wenye uzito wa kilo 0,2 hutupwa mlalo kwa kasi ya mita 10/s na kugonga ukuta, kisha mpira hurudi nyuma kwa kasi ile ile. Mabadiliko katika kasi ya mpira ni...
Majadiliano
Mifano 16 ya Maswali kuhusu Sheria ya Uhifadhi wa Nishati ya Mitambo
Sheria ya uhifadhi wa nishati ya mitambo katika mwendo wa kuanguka huru
1. Nazi yenye uzito wa kilo 2 huanguka kwa uhuru kutoka urefu wa mita 6. Nishati ya kinetiki ya nazi inapofika ardhini ni… g = 10 m/s2
Majadiliano
Inajulikana :
Uzito wa nazi (m) = kilo 2
Urefu (h) = mita 6
Kuongeza kasi kutokana na mvuto (g) = 10 m/s2
Aliuliza nishati ya kinetiki (EK)
Mifano 2 ya maswali ya nguvu
Nguvu ni kiwango ambacho kazi hufanywa biashara au juhudi zinazofanywa wakati fulani wa muda.
Kimetametri, nguvu ni uwiano wa juhudi na wakati.
P = W / t
Maelezo: P = nguvu (kitengo Joule/sekunde), W = kazi (Joule) na t = muda wa muda (sekunde)
Kulingana na mlinganyo huu, inaweza kuhitimishwa kwamba kadiri kiwango cha kazi kinavyofanyika kinavyoongezeka, ndivyo nguvu inavyoongezeka, kinyume chake, kadiri kiwango cha kazi kinavyofanyika kinavyopungua, ndivyo nguvu inavyopungua.
Nguvu ni kiasi cha scalar. Mfumo wa kimataifa wa vitengo vya nguvu ni joule/pili. Joule/pili = wati (kifupi W), kilichopewa jina kwa heshima ya James Watt.
Mfumo wa Uingereza wa vitengo vya nguvu ni nguvu ya pauni 1-futi kwa sekunde. Kitengo hiki ni kidogo sana kwa madhumuni ya vitendo, kwa hivyo kitengo kikubwa zaidi, nguvu ya farasi (kifupi cha hp), hutumika. Nguvu ya farasi 1 = nguvu ya pauni 550-futi kwa sekunde = wati 764 = ¾ kilowati.
1. Chemchemi hupewa mzigo wa kilo 2 na kutundikwa wima kwenye kinara. Ikiwa chemchemi hurefuka kwa sentimita 4, basi mabadiliko katika nishati inayowezekana Nguvu ya elastic ya chemchemi ni… g = 10 m/s2
Majadiliano
Inajulikana :
Uzito wa mzigo (m) = kilo 2
Kuongeza kasi kutokana na mvuto (g) = 10 m/s2
Uzito wa mzigo (w) = mg = (2)(10) = 20 Newton
Ongezeko la urefu wa chemchemi (x) = 4 cm = mita 0,04
Aliuliza : Nishati ya uwezo wa elastic ya chemchemi
1. Kitu chenye uzito wa kilo 1 kuanguka bure kutoka urefu wa mita 10 hadi uso wa ardhi. Amua:
(a) Kazi inayofanywa na nguvu ya uvutano kwenye kitu hicho
(b) Mabadiliko nishati inayowezekana mvuto
Kuongeza kasi kutokana na mvuto (g) = 10 m/s2
Majadiliano
Inajulikana :
Uzito wa kitu (m) = kilo 1
Urefu (h) = mita 10
Kuongeza kasi kutokana na mvuto (g) = 10 m/s2
Jibu:
(a) Kazi inayofanywa kwa nguvu ya uvutano
Kitu kinapoanguka kwa uhuru, mwelekeo wa mwendo wa kitu hicho huwa chini na mwelekeo wa nguvu ya uvutano inayofanya kazi kwenye kitu hicho (uzito wa kitu hicho) pia huwa chini. Kwa sababu ziko katika mwelekeo mmoja, nguvu za uvutano hulingana au huunda pembe ya 0o kwa mwelekeo wa mwendo wa kitu. Cos 0 = 1 na kila nambari ikizidishwa na 1 ni sawa na nambari hiyo, kwa hivyo cos 0 haihitaji kujumuishwa katika fomula ya kazi.
Fomula ya kazi ni W = F s, ambapo W = kazi, F = nguvu na s = uhamisho. Ikiwa itarekebishwa kwa tatizo hili, fomula ya kazi hubadilika kuwa W = wh = mgh, ambapo W = kazi, w = mvuto, h = mabadiliko katika urefu wa kitu, m = uzito wa kitu, g = kasi kutokana na mvuto.
Kwa hivyo kazi inayofanywa na mvuto ni:
W = wh = mgh = (1)(10)(10) = Jouli 100