Matumizi ya uhifadhi wa nishati ya mitambo kwa ajili ya mwendo wa kuanguka huru - matatizo na suluhisho

1. Mwili wa kilo 1 huanguka kwa uhuru kutoka kwenye mapumziko, kutoka urefu wa mita 80. Kasi inayotokana na uvutano ni 10 m/s ^2. Ni nishati gani ya kinetiki mwili unapogonga ardhi?

Inajulikana:

Uzito (m) = kilo 1

Urefu (h) = mita 80

Kuongeza kasi kutokana na mvuto (g) = 10 m/s ²

Inayohitajika: nishati ya kinetiki mwili unapogonga ardhini

Suluhisho:

Nishati ya awali ya mitambo (ME _o ) = nishati ya uwezo wa uvutano (PE)

M E _o = P E = mgh = (1)(10)(80) = Jouli 800

Nishati ya mwisho ya mitambo (M E _t ) = nishati ya kinetiki (K E )

Kanuni ya uhifadhi wa nishati ya mitambo :

M E _o = M E _t

P E = K E

800 = K E

Nishati ya mwisho ya kinetiki ni Jouli 800.

2. Mwili wa kilo 4 huanguka kwa uhuru kutoka kwenye mapumziko, kutoka urefu wa mita 10. Kasi inayotokana na uvutano ni 10 ms ^{– 2.} Nishati ya kinetiki na kasi ya mita 5 juu ya ardhi ni nini?

Inajulikana:

Mabadiliko ya urefu (h) = 10 – 5 = mita 5 s

Uzito (m) = kilo 4

Kuongeza kasi kutokana na mvuto (g) = 10 m/s ²

Inahitajika: Nishati ya kinetiki katika mita 5 juu ya ardhi na kasi katika mita 5 juu ya ardhi

Suluhisho:

(a) Nishati ya kinetiki katika mita 5 juu ya ardhi

Nishati ya awali ya mitambo (M E _o ) = nishati ya uwezo wa uvutano (P E )

M E _o = P E = mgh = (4)(10)(5) = Jouli 200

Nishati ya mwisho ya mitambo (EM _t ) = nishati ya kinetiki (EK)

M E _t = K E

Kanuni ya uhifadhi wa nishati ya mitambo inasema kwamba nishati ya awali ya mitambo = nishati ya mwisho ya mitambo.

M E _o = M E _t

200 = K E

Nishati ya kinetiki katika mita 5 juu ya ardhi ni Jouli 200.

(b) kasi ya mita 5 juu ya ardhi

Nishati ya awali ya mitambo (M E _o ) = nishati ya mwisho ya mitambo (M E _t )

P E = K E

200 = ½ mv ²

2(200) / 4 = v ²

100 = v ²

v = √100

v = 10 m/s

Kasi ya mwili katika mita 5 juu ya ardhi ni 10 m/s.

3. Embe huanguka kwa uhuru kutoka mahali palipopumzika, kutoka urefu wa mita 2. Kasi inayotokana na uvutano ni 10 ms ^{– 2.} Tambua kasi ya embe linapogonga ardhini.

Inajulikana:

Urefu (h) = mita 2 kwa sekunde

Kuongeza kasi kutokana na mvuto (g) = 10 m/s ²

Inayohitajika: kasi ya maembe inapogonga ardhini.

Suluhisho:

Nishati ya awali ya mitambo (M E _o ) = nishati ya uwezo wa uvutano (P E )

ME = PE = mgh = m (10)(2) = m 20

Nishati ya mwisho ya mitambo (M E _t ) = nishati ya kinetiki (K E )

M Et ₌ K E = ½ mv ²

Kanuni ya uhifadhi wa nishati ya mitambo inasema kwamba nishati ya awali ya mitambo = nishati ya mwisho ya mitambo.

M E _o = M E _t

20 m = ½ mv ²

20 = ½ v ²

2(20) = v ²

40 = v ²

v = √40 = √(4)(10) = 2√10 m/ s

[kitambulisho_cha_kifurushi cha wpdm='1166′]

1. Kazi inayofanywa kwa matatizo na suluhisho za nguvu
2. Matatizo na suluhisho za nishati ya kinetiki ya kazi
3. Matatizo na suluhisho za kanuni za nishati ya kazi-mitambo
4. Matatizo na suluhisho za nishati zinazoweza kutokea kutokana na uvutano
5. Nishati inayowezekana ya matatizo na suluhisho za chemchemi zinazonyumbulika
6. Matatizo na suluhisho za umeme
7. Matumizi ya uhifadhi wa nishati ya mitambo kwa mwendo wa kuanguka huru
8. Matumizi ya uhifadhi wa nishati ya mitambo kwa mwendo wa juu na chini katika mwendo wa kuanguka huru
9. Matumizi ya uhifadhi wa nishati ya mitambo kwa mwendo kwenye uso uliopinda
10. Matumizi ya uhifadhi wa nishati ya mitambo kwa mwendo kwenye ndege iliyoinama
11. Matumizi ya uhifadhi wa nishati ya mitambo kwa mwendo wa projectile