1. Uzito wa kilo 2 umeunganishwa kwenye chemchemi. Ikiwa urefu wa chemchemi ni sentimita 4, tambua nishati inayowezekana ya chemchemi ya elastic . Kasi inayotokana na uvutano ni 10 m/s.
Inajulikana:
Uzito (m) = kilo 2
Kuongeza kasi kutokana na mvuto (g) = 10 m/s 2
Uzito (w) = mg = (2)(10) = 20 N
Urefu (x) = 4 cm = 0.04 m
Inayohitajika: Nishati inayowezekana ya chemchemi ya elastic
Suluhisho:
Fomula ya sheria ya Hooke :
F = kx
F = nguvu, k = kigezo cha chemchemi, x = mabadiliko katika urefu wa chemchemi
Kigezo cha majira ya kuchipua:
k = w / x = 20 / 0.04 = 500 N/m
Nishati inayowezekana ya chemchemi ya elastic:
PE = ½ kx 2 = ½ (500) (0.04) 2 = (250) (0.0016) = Jouli 0.4
Suluhisho mbadala:
PE = ½ kx 2 = ½ (w / x) x 2 = ½ wx = ½ mgx
w = uzito, m = uzito, x = mabadiliko katika urefu wa chemchemi
PE = ½ (2) (10) (0.04) = (10) (0.04) = Jouli 0.4.
2. Kurefuka kwa chemchemi iliyonyooshwa na nguvu F = 50 N ni 10 cm. Ni nishati gani inayowezekana ya chemchemi elastic ikiwa kurefuka kwa chemchemi ni 12 cm.
Inajulikana:
Urefu (x) = 10 cm = 0.1 m
Nguvu (F) = 50 N
Inayohitajika : Nishati inayowezekana ya chemchemi ya elastic
Suluhisho:
Kigezo cha majira ya kuchipua:
k = F / x = 50 / 0.1 = 500 N/m
Nishati inayowezekana ya chemchemi elastic ikiwa urefu wa chemchemi ni 12 cm.
PE = ½ kx 2 = ½ (500) (0.12) 2 = (250) (0.0144) = Jouli 3.6.
3. Grafu ya F dhidi ya x inavyoonyeshwa kwenye mchoro hapa chini. Ni nishati gani inayowezekana ya chemchemi elastic, ikiwa urefu wa chemchemi ni 10 cm.
Inajulikana:
Nguvu (F) = 5 N
Urefu wa chemchemi (x) = 2 cm = 0.02 m
Inayohitajika: Nishati inayowezekana ya chemchemi elastic ikiwa urefu wa chemchemi ni 0.1 m.
Suluhisho:
Kigezo cha majira ya kuchipua:
k = F / x = 5 / 0.02 = 250 N/m
Nishati inayowezekana ya chemchemi elastic ikiwa urefu wa chemchemi ni 0.1 m:
PE = ½ kx 2 = ½ (250) (0.1) 2 = (125) (0.01) = Jouli 1.25.
4. Mwanariadha anaruka kwenye kifaa cha chemchemi chenye uzito wa N 500, chemchemi hufupisha sentimita 4. Amua kiasi cha nishati inayowezekana kumlazimisha mwanariadha.
A. Joule 20
B. 10 Joule
C. 5 Joule
D. Jouli 2
Inajulikana:
Nguvu (F) = 500 N
Mabadiliko katika urefu wa chemchemi (Δx) = 4 cm = 0.04 m
Inahitajika: Nishati inayowezekana ya majira ya kuchipua
Suluhisho:
Hesabu kigezo cha elastic cha chemchemi kwa kutumia mlinganyo wa sheria ya Hooke:
k = F / Δx = 500 N / 0.04 m = 12500 N/m
Nishati ya uwezo wa elastic ya chemchemi:
PE = ½ k Δx 2 = ½ (12500) (0.04) 2 = (6250) (0.0016)
PE = 10 Joule
Jibu sahihi ni B.
5. Chemchemi ikining'inizwa yenye uzito wa gramu 500, urefu wake huongezeka kwa sentimita 5. Tambua nishati yake isiyobadilika na inayowezekana.
Inajulikana:
Uzito wa kitu (m) = gramu 500 = (500/1000) kg = 5/10 kg = 0.5 kg
Kuongeza kasi (g) = 10 m/s 2
Uzito wa kitu (w) = mg = (0.5 kg)(10 m/s 2 ) = 5 kg m/s 2 = 5 Newtons
Mabadiliko katika urefu wa chemchemi (Δx) = 5 cm = 0.05 m
Inayohitajika: nishati ya chemchemi isiyobadilika (k) na inayowezekana (PE)
Suluhisho:
Kwanza, hesabu kigezo cha chemchemi kwa kutumia mlinganyo wa sheria ya Hooke:
k = w / Δx = 5 N / 0.05 m = 100 N/m
Uwezo wa kunyumbulika wa chemchemi:
PE = ½ k Δx 2 = ½ (100) (0.05) 2 = (50) (0.0025)
PE = 0.125 Joule
[kitambulisho_cha_kifurushi cha wpdm='1179′]
- Kazi inayofanywa kwa matatizo na suluhisho za nguvu
- Matatizo na suluhisho za nishati ya kinetiki ya kazi
- Matatizo na suluhisho za kanuni za nishati ya kazi-mitambo
- Matatizo na suluhisho za nishati zinazoweza kutokea kutokana na uvutano
- Nishati inayowezekana ya matatizo na suluhisho za chemchemi ya elastic
- Matatizo na suluhisho za umeme
- Matumizi ya uhifadhi wa nishati ya mitambo kwa mwendo wa kuanguka huru
- Matumizi ya uhifadhi wa nishati ya mitambo kwa mwendo wa juu na chini katika mwendo wa kuanguka huru
- Matumizi ya uhifadhi wa nishati ya mitambo kwa ajili ya mwendo kwenye nyuso zenye mikunjo
- Matumizi ya uhifadhi wa nishati ya mitambo kwa mwendo kwenye ndege iliyoinama
- Matumizi ya uhifadhi wa nishati ya mitambo kwa mwendo wa projectile
