வேலை மற்றும் ஈர்ப்பு நிலை ஆற்றல் குறித்த எடுத்துக்காட்டுக் கேள்விகள்

வேலை மற்றும் ஈர்ப்பு நிலை ஆற்றலுக்கான 4 எடுத்துக்காட்டுகள்

1. 1 கிலோகிராம் நிறை கொண்ட ஒரு பொருள் தடையற்ற வீழ்ச்சி 10 மீட்டர் உயரத்திலிருந்து தரை மேற்பரப்பு வரை. கண்டறியவும்:
(அ) ​​பொருளின் மீது புவியீர்ப்பு விசையால் செய்யப்படும் வேலை
(ஆ) மாற்றங்கள் நிலை ஆற்றல் ஈர்ப்பு விசை
புவியீர்ப்பு முடுக்கம் (g) = 10 மீ/வி²
கலந்துரையாடல்
அது அறியப்படுகிறது :
பொருளின் நிறை (மீ) = 1 கிலோகிராம்
உயரம் (h) = 10 மீட்டர்
புவியீர்ப்பு முடுக்கம் (g) = 10 மீ/வி²
பதில் :
(அ) ​​புவியீர்ப்பு விசையால் செய்யப்பட்ட வேலை
ஒரு பொருள் தடையின்றி விழும்போது, ​​அப்பொருளின் இயக்கத்தின் திசையும் கீழ்நோக்கியிருக்கும், மேலும் அப்பொருளின் மீது செயல்படும் ஈர்ப்பு விசையின் (பொருளின் எடை) திசையும் கீழ்நோக்கியிருக்கும். அவை ஒரே திசையில் இருப்பதால், ஈர்ப்பு விசைகள் ஒன்றிணைகின்றன அல்லது 0° கோணத்தை உருவாக்குகின்றன.^o பொருளின் இயக்கத்தின் திசையுடன். Cos 0 = 1 மற்றும் ஒவ்வொரு எண்ணையும் 1 ஆல் பெருக்கினால் அதே எண் கிடைக்கும், எனவே வேலை சூத்திரத்தில் cos 0 ஐச் சேர்க்க வேண்டிய அவசியமில்லை.
வேலைக்கான சூத்திரம் W = F s ஆகும், இதில் W = வேலை, F = விசை மற்றும் s = இடப்பெயர்வு. இந்தக் கணக்கிற்கு ஏற்ப மாற்றியமைக்கப்பட்டால், வேலைக்கான சூத்திரம் W = wh = mgh என மாறுகிறது, இதில் W = வேலை, w = புவியீர்ப்பு விசை, h = பொருளின் உயரத்தில் ஏற்படும் மாற்றம், m = பொருளின் நிறை, g = புவியீர்ப்பு முடுக்கம்.
எனவே, புவியீர்ப்பு விசையால் செய்யப்படும் வேலை:
W = wh = mgh = (1)(10)(10) = 100 ஜூல்

(ஆ) ஈர்ப்பு நிலை ஆற்றலில் மாற்றம்
தரையிலிருந்து 10 மீட்டர் உயரத்தில், பொருளின் ஈர்ப்பு நிலை ஆற்றல் 100 ஜூல் ஆகும். அது கீழ்நோக்கிச் செல்லும்போது, ​​பொருளின் உயரம் குறைவதால், அதன் ஈர்ப்பு நிலை ஆற்றலும் குறைகிறது. அது தரையை அடையும்போது, ​​பொருளின் உயரம் பூஜ்ஜியமாக இருப்பதால், அதன் ஈர்ப்பு நிலை ஆற்றலும் பூஜ்ஜியமாகிறது. எனவே, பொருளின் ஈர்ப்பு நிலை ஆற்றல் 100 ஜூல் குறைகிறது.

2. 10 நியூட்டன் எடையுள்ள ஒரு பொருள், 30° சாய்வுக் கோணம் கொண்ட ஒரு வழவழப்பான சாய்வுத் தளத்தின் மீது உள்ளது.^oகர்ணத்தின் நீளம் 2 மீட்டர். கர்ணத்தின் வழியே பொருள் சறுக்கிச் செல்லும்போது, ​​புவியீர்ப்பு விசையால் செய்யப்படும் வேலை…
கலந்துரையாடல்
அது அறியப்படுகிறது :
புவியீர்ப்பு (w) = 10 நியூட்டன்
w_x = w sin டெட்டா = (10)(sin 30^o) = (10)(0,5) = 5 நியூட்டன்கள்
கர்ணத்தின் நீளம் (s) = 2 மீட்டர்
புவியீர்ப்பு முடுக்கம் (g) = 10 மீ/வி²
கேட்கப்பட்டது புவியீர்ப்பால் செய்யப்படும் வேலை
ஜவாப் :
இந்தப் பிரச்சனையை இரண்டு வழிகளில் தீர்க்கலாம்.
முதல் வழி :
வேலைக்கான சூத்திரம் W = F s ஆகும். இந்தச் சிக்கலுக்கு ஏற்ப மாற்றியமைக்கப்பட்டால், வேலைக்கான சூத்திரம் W = w என மாறும்._x s. எனவே புவியீர்ப்பால் செய்யப்படும் வேலை W = w_x s = (5)(2) = 10 ஜூல்.
இரண்டாவது வழி :
புவியீர்ப்பு விசை போன்ற ஒரு நிலைமாறா விசையால் செய்யப்படும் வேலையானது, பொருள் செல்லும் பாதையைச் சார்ந்திருக்காது, ஆனால் அதன் உயர மாற்றத்தைச் சார்ந்திருக்கும். எனவே, புவியீர்ப்பால் செய்யப்படும் வேலையைக் கணக்கிட, முதலில் பொருளின் உயரத்தைக் கணக்கிட வேண்டும்.
30 இல்லாமல்^o = செங்குத்துப் பக்கம் / கர்ணம்
0,5 = செங்குத்துப் பக்கம் / 2
செங்குத்து பக்கம் = (0,5)(2)
செங்குத்துப் பக்கம் = 1 மீட்டர்
பொருளின் உயரம் 1 மீட்டர் ஆகும்.
பொருள் கீழ்நோக்கி நகரும்போது புவியீர்ப்பு விசையால் செய்யப்படும் வேலை W = wh = (10)(1) = 10 ஜூல் ஆகும்.

3. 50 கிலோகிராம் நிறையுள்ள ஒரு பொருளைத் தூக்குவதற்கு 5000 ஜூல் ஆற்றல் பயன்படுத்தப்படுகிறது. அப்பொருள் உயரும் உயரம்… g = 10 மீ/வி.²
அ. 5 மீ
பி. 10 மீ
சி. 12 மீ
விட்டம் 15 மீ
கிழக்கு 20 மீ
கலந்துரையாடல் :
அது அறியப்படுகிறது :
புவியீர்ப்பு விசை = 5000 ஜூல், m = 50 கி.கி, g = 10 மீ/வி².
கேட்கப்பட்டது :
ஹ் ?
ஜவாப் :
EP =mgh
5000 = (50)(10)(h)
5000 = 500 மணி நேரம்
h = 5000 / 500 = 10 மீட்டர்
சரியான விடை B ஆகும்.

4. 2 கிலோகிராம் நிறையுள்ள ஒரு பொருள் தரையிலிருந்து 5 மீட்டர் உயரத்தில் உள்ளது. புவியீர்ப்பு முடுக்கம் = 10 மீ/வி²²பூமியின் மேற்பரப்பிலிருந்து 15 மீட்டர் உயரத்திற்கு ஒரு பொருளைத் தூக்குவதற்குத் தேவைப்படும் முயற்சி…
அ. 100 ஜூல்கள்
பி. 200 ஜூல்கள்
சி. 300 ஜூல்கள்
டி. 400 ஜூல்கள்
இ. 500 ஜூல்கள்
கலந்துரையாடல் :
அது அறியப்படுகிறது :
m = 2 kg, h₁ = 5 மீட்டர், h₂ = 15 மீட்டர், g = 10 மீ/வி²
கேட்கப்பட்டது :
என்ன?
ஜவாப் :
வேலை (W) = புவியீர்ப்பு நிலை ஆற்றலில் (EP) ஏற்படும் மாற்றம்₂ – இபி₁).
W = EP₂ – இபி₁
W = mgh₂ – எம்ஜிஹெச்₁
W = mg (h₂ – ம₁)
W = (2)(10)(15-5) = (2)(10)(10) = 200 ஜூல்.
சரியான விடை B ஆகும்.