Fomula ya Kazi na Nadharia ya Nishati ya Kinetiki ya Kazi

Mifano ya maswali na fomula za kazi na nadharia ya nishati ya kinetiki ya kazi

Biashara

1. Mjukuu anasukuma kiti cha magurudumu cha bibi yake katika bustani ya mviringo kwa nguvu ya 20 N, kipenyo cha bustani ni mita 7, mjukuu anafanya kazi ngapi kwa mizunguko 2?

1. Joules 0
2. Joules 1400
3. Joules 1540
4. Joules 1760

Majadiliano
Fomula ya Biashara: Kazi = Nguvu x Kuhama
Ikiwa mjukuu atasukuma kiti cha magurudumu mara mbili, mjukuu na kiti cha magurudumu watarudi katika nafasi zao za awali. Kwa kuwa kurudi katika nafasi zao za awali ni sifuri, uhamisho ni sifuri.
Kwa hivyo juhudi zilizofanywa na mjukuu ni sifuri.
Jibu sahihi ni A.

2. Mtunzaji anasukuma kabati sakafuni kwa nguvu ya 350 N. Sakafu ina nguvu ya msuguano ya 70 N. Kazi inayofanywa kuhamisha kabati mita 6 ni:

1. 45 J
2. 72 J
3. 1680 J
4. 2580 J

Majadiliano
Inajulikana kwamba:
Nguvu ya msukumo (F) = 350 Newton
Nguvu ya msuguano (F)_{telezesha kidole}) = 70 Newton
Kuhamishwa kwa kabati = mita 6
Aliuliza: Biashara (W)
Jibu:
Kuna nguvu mbili zinazofanya kazi kwenye kitu, yaani nguvu ya kusukuma (F) na nguvu ya msuguano (F)._{telezesha kidole}).
Nguvu ya kusukuma iko katika mwelekeo sawa na uhamishaji wa kabati, kwa hivyo nguvu ya kusukuma hufanya kazi chanya. Kinyume chake, nguvu ya msuguano iko katika mwelekeo tofauti na uhamishaji wa kabati, kwa hivyo nguvu ya msuguano hufanya kazi hasi.
Kazi inayofanywa na nguvu ya kusukuma:
W = F s = (350 Newton)(mita 6) = 2100 Mita Newton = 2100 Jouli
Kazi inayofanywa kwa nguvu ya msuguano:
W = – (F_{telezesha kidole})(s) = – (Newton 70)(mita 6) = – mita 420 za Newton = – Jouli 420
Juhudi kamili:
Jumla ya W = Jouli 2100 - Jouli 420
Jumla ya W = Joule 1680
Jibu sahihi ni C.

Nadharia ya nishati ya kinetiki ya kazi

3. Nguvu isiyobadilika ya 8 N hufanya kazi kwenye kitu chenye uzito wa kilo 16. Ikiwa kitu hicho kimepumzika mwanzoni, basi kasi ya kitu baada ya nguvu hiyo kufanya kazi kwa sekunde 4 ni….

1. 0,5 m / s
2. 2 m / s
3. 4 m / s
4. 8 m / s

Majadiliano
Inajulikana kwamba:
Nguvu ya kudumu (F) = 8 Newton
Uzito wa kitu (m) = kilo 16
Kasi ya awali ya kitu (v)_o) = 0 m/s
Kipindi cha muda ambacho nguvu hufanya kazi kwenye kitu (t) = sekunde 4
Aliuliza: Kasi ya mwisho ya kitu (v)_t)
Jibu:
Kazi = Mabadiliko katika nishati ya kinetiki
W = EK ya mwisho - EK ya awali
W = ½ mv_t² – ½ mv_o²
W = ½ mv_t² - 0
W = ½ mv_t² —— Mlinganyo 1

Kazi = Nguvu x Kuhama
W = F s
W = sekunde 8
Tumia fomula ya GLBB kuhesabu uhamishaji (s)
s = v_o t + ½ katika²
Maelezo: s = uhamisho, v_o = kasi ya awali, t = wakati, a = kuongeza kasi
s = 0 + ½ katika² = ½ katika² —-> a = (v_t - v_o) / t = v_t
s = ½ (v_t / t) t²
s = ½ (v_t) t
Badilisha uhamishaji (s) katika mlinganyo wa kazi na uhamishaji (s) katika mlinganyo huu:
W = sekunde 8
W = 8(1/2)(v_t(t)
W = (4)(v_t)(t) —— Mlinganyo 2

Mlinganyo 1 = Mlinganyo 2
W = W
½ mv_t² = (4)(v_t(t)
½ mv_t = (4)(t)
Nusu (16)(v)_t) = 4(4)
8 v_t = 16
v_t = 16/8
v_t = mita 2/sekunde
Jibu sahihi ni B.

4. Kuongeza kasi ya kitu hadi mara mbili ya kasi yake ya awali, juhudi ya...

1. Mara 4 ya nishati yake ya awali ya kinetiki
2. Mara 3 ya nishati yake ya awali ya kinetiki
3. Mara 2 ya nishati yake ya awali ya kinetiki
4. Mara 1 ya nishati yake ya awali ya kinetiki

Majadiliano
Inajulikana kwamba:
Tuseme uzito wa kitu (m) = kilo 1
Tuseme kasi ya awali (v)_o) = 1 m/s
Kasi ya mwisho (v)_t) = 2 x kasi ya awali = 2 x 1 = 2 m/s
Aliuliza: Jitihada = …?
Jibu:
Nishati ya kinetiki ya awali:
EK ya awali = ½ mv_o² = ½ (1)(1)² = ½ (1)(1) = ½ (1) = 0,5
Nishati ya mwisho ya kinetiki wakati kasi ya kitu ni mara mbili ya kasi yake ya awali:
EK ya Mwisho = ½ mv_t² = ½ (1)(2)² = ½ (4) = 2

Nadharia ya nishati ya kinetiki ya kazi:
Kazi = Mabadiliko katika nishati ya kinetiki
Kazi = Nishati ya mwisho ya kinetiki - Nishati ya awali ya kinetiki
Jitihada = 2 – 0,5
Jitihada = 1,5

Nishati ya kinetiki ya awali = 0,5
Jitihada = 3 x 0,5 = 1,5
Kwa hivyo kuongeza kasi ya kitu hadi mara 2 kasi yake ya awali kunahitaji kazi nyingi Mara 3 ya nishati yake ya awali ya kinetiki.
Jibu sahihi ni B.

Chanzo cha swali:

Maswali ya OSN ya Fizikia ya Shule ya Upili ya Vijana