6 na Halimbawa ng mga Tanong Tungkol sa Enerhiya Mekanikal
Teorama ng mekanikal na gawain-enerhiya
1. Tingnan ang sumusunod na larawan ng displacement ng bloke! Ipagpalagay na g = 10 m/ s² . Kung ang coefficient of kinetic friction sa pagitan ng bloke at ng sahig ay μ k = 0,5, kung gayon ang halaga ng displacement(s) ng bagay ay ….
A. 5,00 m
B. 4,25 m
C. 3,00 m
D. 2,50 m
E. 2,00 m
Pagtalakay
Alam na :
Koepisyent ng kinetic friction ( μ k) = 0,5
Masa ng bloke (m) = 4 kg
Akselerasyon dahil sa grabidad (g) = 10 m/ s²
Bigat ng bloke (w) = mg = (4)(10) = 40 Newton
Kung ang bloke ay nasa patag na ibabaw, ang normal na puwersa (N) = bigat (w) = 40 Newtons.
Paunang bilis (v 1 ) = 5 m/s
Pangwakas na bilis (v 2 ) = 0 m/s
Tinanong : pag-aalis ng bagay/mga bagay?
Sagot :
Ang teorama ng work-mechanical energy ay nagsasaad na ang gawaing (W) na ginagawa ng isang di-konserbatibong puwersa ay katumbas ng pagbabago sa mekanikal na enerhiya ng bagay o ng panghuling mekanikal na enerhiya (EM 2 ) – ang paunang mekanikal na enerhiya (EM 1 ). Ang kinetic friction ay isang di-konserbatibong puwersa at ang tanging di-konserbatibong puwersa na kumikilos sa bloke ay ang kinetic friction force.
W = ΔEM
fk s = EM 2 – EM 1
Trabahong ginagawa ng kinetic friction:
W = f k s = ( μ k )(N)(s) = (0,5)(40)(s) = 20 s
Mga pagbabago sa mekanikal na enerhiya:
Δ EM = EM 2 – EM 1 = (EK + EP) 2 – (EK + EP) 1
Ang isang bagay ay gumagalaw sa isang patag na ibabaw at hindi nakakaranas ng pagbabago sa taas ( Δh = 0) kaya walang pagbabago sa gravitational potential energy ( ΔEP = EP2 – EP1 = 0). Kaya ang mga pagbabago sa mechanical energy ay kinabibilangan lamang ng mga pagbabago sa kinetic energy.
Δ EM = EK 2 – EK 1 = ½ mv 2 2 – ½ mv 1 2 = ½ m (v 2 2 – v 1 2 )
Δ EM = ½ (4)(0 2 – 5 2 ) = (2)(25) = 50
Ang paglipat ng bloke ay:
W = ΔEM
20 segundo = 50
s = 50 / 20 = 2,5 metro
Ang tamang sagot ay D.
Batas ng konserbasyon ng mekanikal na enerhiya
2. Ang mga bagay A at B ay may parehong masa. Ang bagay A ay mahuhulog mula sa taas na h metro at ang bagay B ay mahuhulog mula sa 2 oras metro. Kung ang A ay tatama sa lupa na may bilis na vm/s, ang bagay B ay tatama sa lupa na may kinetic energy na….
A. 2 mv 2
B. mv 2
C. 3/4 mv 2
D. 1/2 mv 2
E. 1/4 mv 2
Pagtalakay
Ang huling bilis ng bagay B na malayang bumabagsak mula sa taas na 2 oras ay:
v2 = 2 g (2 oras) = 4 gh
Ang kinetic energy ng bagay B ay:
EK B = ½ mv 2 = ½ m (4 gh) = 2 mgh —– Ekwasyon 1
Ang panimulang mekanikal na enerhiya ng bagay B ay gravitational potential energy = mg h. Ang panghuling mekanikal na enerhiya ng bagay B ay kinetic energy = ½ mv².
Batas ng konserbasyon ng mekanikal na enerhiya :
mgh = ½ mv².
Dahil ang mgh = ½ mv 2 , maaari nating palitan ang mgh sa equation 1 ng ½ mv 2.
Enerhiyang kinetiko ng bagay B = 2 mgh = 2(½ mv² ) = mv²
Ang tamang sagot ay B.
3. Tingnan ang larawan sa ibaba! Isang bagay ang malayang nahuhulog mula sa taas na 20 m. Kung ang acceleration dahil sa grabidad ay 10 m/s, kung gayon ang bilis ng bagay kapag ito ay 15 m sa ibabaw ng lupa ay….
A. 2 m/s
B. 5 m/s
C. 10 m/s
D. 15 m/s
E. 20 m/s
Pagtalakay
Pangwakas na enerhiyang mekanikal = paunang enerhiyang mekanikal
Ang kinetic energy ng bagay sa punto 2 = pagbawas sa gravitational potential energy ng 5 metro
½ mv2 = mgh
½ v 2 = (10)(20-15)
½ v 2 = (10)(5)
½ v2 = 50
v2 = ( 2 )(50)
v2 = 100
v = 10 m / s
Ang tamang sagot ay C.
4. Isang bloke ang nakahawak sa tuktok ng isang inclined plane gaya ng ipinapakita sa larawan. Kapag binitawan, ang bloke ay dumudulas nang walang friction sa kahabaan ng incline. Ang bilis ng bloke kapag naabot nito ang ilalim ng incline ay…
B. 8 ms -1
C. 10 ms -1
D. 12 ms -1
E. 16 ms -1
Pagtalakay
Paunang mekanikal na enerhiya = potensyal na enerhiya ng grabidad = mgh = m (10)(5) = 50 m
Pangwakas na enerhiyang mekanikal = enerhiyang kinetiko = 1/2 mv²
Ang batas ng konserbasyon ng enerhiyang mekanikal ay nagsasaad na ang panimulang enerhiyang mekanikal = panghuling enerhiyang mekanikal.
EM o = EM t
50 m = 1/2 mv 2
50 = 1/2 laban sa 2
2 (50) = v2
100 = v2
v = 10 m / s
Ang tamang sagot ay C.
5. Isang bloke na may masa na m kg ang pinakawalan mula sa taas na h metro sa ibabaw ng lupa gaya ng ipinapakita sa larawan. Ang ratio ng potential energy (EP) at kinetic energy (EK) kapag ito ay nasa puntong M ay….
A. 1 : 3 
B. 1 : 2
C. 2 : 1
D. 2 : 5
E. 3:7
Pagtalakay
Enerhiya ng potensyal na grabidad sa puntong M:
EP M = mg (0,3 oras)
Enerhiyang kinetiko sa puntong M = pagbawas sa enerhiyang potensyal ng grabidad ng h-0,3h = 0,7 h
EK M = EP = mg (0,7 oras)
Ang ratio ng gravitational potential energy at kinetic energy sa puntong M ay:
EP M : EK M
mg (0,3 oras) : mg (0,7 oras)
0,3: 0,7
3: 7
Ang tamang sagot ay E.
6. Tingnan ang larawan ng bagay A na malayang bumabagsak mula sa punto P sa ibaba!
Kung ang EP Q at EK Q ay ang potensyal na enerhiya at kinetic na enerhiya sa punto Q ayon sa pagkakabanggit (g = 10 m/s² ) , kung gayon ang EP Q : EK Q ay….
A. 16 : 9
B. 9 : 16
C. 3 : 2
D. 2 : 3
E. 2:1
Pagtalakay
Enerhiya ng potensyal na grabidad sa puntong Q:
EP Q = mgh = (m)(10)(1,8) = 18 m
Enerhiyang kinetiko sa puntong Q = pagbawas sa enerhiyang potensyal ng grabidad ng 5-1,8 = 3,2 metro
EK Q = EP = mgh = m (10)(3,2) = 32 m
Ang ratio ng gravitational potential energy at kinetic energy sa puntong Q ay:
EP Q : EK Q
18 metro: 32 metro
18: 32
9: 16
Pinagmulan ng tanong:
Mga Tanong sa Pisika para sa Pambansang Pagsusulit para sa Senior High School/Bokasyonal na High School
