Gawaing neto Enerhiya ng grabidad Enerhiya ng kinetiko – Mga Problema at Solusyon

4 Netong gawain Enerhiya ng potensyal na grabidad Enerhiya ng kinetiko – Mga Problema at Solusyon

1. Isang bagay na may bigat na 5 kg sa taas na 10 metro mula sa lupa. Ang akselerasyon dahil sa grabidad ay 10 m/s² ^. Ano ang gawaing ginagawa sa bagay upang igalaw ito pataas sa taas na 15 metro mula sa lupa?

Kilala:

Masa ng bagay (m) = 5 kg

Taas (h) = 10 metro

Akselerasyon dahil sa grabidad (g) = 10 m/ ^s²

Hinahanap: Trabaho ang isinagawa sa bagay upang ilipat ito pataas sa taas na 15 metro mula sa lupa.

solusyon:

W = F d = wh = mgh

W = trabaho, F = puwersa, d = displacement , w = timbang , h = taas, m = masa, g = acceleration dahil sa grabidad

Trabahong ginawa sa bagay:

W = mgh = (5 kg)(10 m/s² ⁾ (10 m) = 500 kg m² ^/ s² ⁼ 500 Joules

2. Isang bagay na may bigat na 2 kg ang gumagalaw sa isang makinis at pahalang na ibabaw na may bilis na 2 m/s. Kung ang huling bilis ng bagay ay 5 m/s. Ano ang gawaing nagawa sa bagay?

Kilala:

Masa ng bagay (m) = 2 kg

Paunang bilis (v _o ) = 2 m/s

Pangwakas na bilis (vt ₎ = 5 m/s

Hinahanap: Trabahong ginawa sa bagay

solusyon:

Ang prinsipyo ng work-kinetic energy ay nagsasaad na ang netong trabahong nagawa sa isang bagay ay katumbas ng pagbabago sa kinetic energy nito.

W = ΔKE = KE ₂ – KE ₁ = 1/2 mv _t² – 1/2 mv _o² = 1/2 m (v _t² – v _o² ) = 1/2 (2)(5 ² -2 ² ) = (1)(25-4) = 21 Joules

3. Isang bagay na may masa na 10-kg na sa simula ay nakapahinga sa isang makinis na sahig. Matapos itulak sa loob ng 3 segundo, ang bagay ay bumilis sa bilis na 2 m/s² ^. Ano ang gawaing nagawa sa bagay?

Kilala:

Mass (m) = 10 kg

Paunang bilis (v _o ) = 0 (sa simula ay hindi gumagalaw)

Agwat ng oras (t) = 3 segundo

Akselerasyon (a) = 2 m/ ^s²

Hinahanap: Trabaho (W)

solusyon:

Una, tukuyin ang distansya gamit ang equation ng constant acceleration motion.

d = v _o t + ½ sa ² = (0)(3) + ½ (2)(3) ²

d = 0 + (1)(9) = 9

Trabahong ginawa sa bagay:

W = Fs = (ma)(d) = (10)(2)(9) = 180 Joules

4. Isang bloke na may masa na 1.5 kg ang pinabilis pataas sa pamamagitan ng isang pare-parehong puwersa na F = 15 N sa isang inclined plane gaya ng ipinapakita sa larawan sa ibaba. Ang acceleration dahil sa gravity ay 10 m/s² ^at walang friction sa pagitan ng bloke at inclined plane . Ano ang net work na nagawa sa bagay?

Kilala:

Masa ng bloke (m) = 1.5 kg Mga problema at solusyon sa enerhiyang-potential-gravitational-enerhiya-kinetiko-na-paggawa-ng-network-1

Akselerasyon dahil sa grabidad (g) = 10 m/ ^s²

Bigat ng bloke (w) = mg = (1.5)(10) = 15 Newton

Puwersa (F) = 15 Newton

Hinahanap: Ang net work ay ginagawa sa bagay

solusyon:

Mayroong dalawang puwersa na gumagana sa bloke. Una, isang puwersang parallel sa displacement ng bloke na siyang Force F. Pangalawa, pahalang na bahagi ng bigat ng bloke (wx ₎.

Trabahong ginawa gamit ang puwersa (F):

W1 ₌ Fs = (15 N)(2 m) = 30 Nm = 30 Joules

Trabahong ginawa ng pahalang na bahagi ng bigat (w _x ):

W2 ₌ wxs = (w sin 30 _o⁾ (2 m) = (15 N)(1/2)(2 m) = 15 Nm = 15 Joules

Gawain sa network na ginawa sa bagay:

W _neto = W ₁ – W ₂ = 30 J – 15 J = 15 Joules

Ano ang teorama ng work-energy sa mga tuntunin ng net work at kinetic energy?
- sagotAng teorama ng work-energy ay nagsasaad na ang netong trabahong ginagawa sa isang bagay ay katumbas ng pagbabago sa kinetic energy nito. Sa matematika: $W_{n e t} = Δ K E$ .
Kung itataas mo ang isang bagay sa isang tiyak na taas at pagkatapos ay hahawakan ito roon, gaano karaming trabaho ang ginagawa mo sa bagay habang ito ay nakapirmi?
- sagotHabang nakatigil ang bagay, wala kang ginagawang trabaho dito dahil walang displacement. Ang trabaho ay binibigyang kahulugan bilang ang puwersa na minamimilahan ang displacement sa direksyon ng puwersa, kaya ang walang displacement ay nangangahulugang walang trabaho.
Ano ang enerhiyang potensyal ng grabidad ng isang bagay sa antas ng lupa?
- sagotAng enerhiyang potensyal ng grabidad ng isang bagay sa antas ng lupa ay karaniwang itinuturing na sero. Ang enerhiyang potensyal ng grabidad ay relatibo, at ang antas ng lupa ay isang karaniwang punto ng sanggunian.
Paano nagbabago ang kinetic energy ng isang bagay kung ang bilis nito ay nadoble?
- sagotAng kinetic energy ay proporsyonal sa parisukat ng velocity. Kung ang velocity ng isang bagay ay dinoble, ang kinetic energy nito ay tataas nang apat na beses.
Kailan pinakamataas ang potensyal na enerhiya ng grabidad ng isang bumabagsak na bagay?
- sagotAng enerhiyang potensyal ng grabidad ng isang bumabagsak na bagay ay nasa pinakamataas na antas bago ito magsimulang bumagsak, ibig sabihin, kapag ito ay nasa pinakamataas na punto nito sa ibabaw ng lupa (o punto ng sanggunian).
Sa kawalan ng resistensya ng hangin, ano ang masasabi tungkol sa ugnayan sa pagitan ng potensyal na enerhiyang nawawala at ng kinetic na enerhiyang natatanggap ng isang bagay na malayang bumabagsak?
- sagotSa kawalan ng resistensya ng hangin, ang potensyal na enerhiyang nawawala ng isang bagay na malayang bumabagsak ay magiging katumbas ng kinetic energy na nakukuha nito. Ito ay direktang bunga ng konserbasyon ng mekanikal na enerhiya.
Ano ang mangyayari sa enerhiyang potensyal ng grabidad ng isang bagay kung ito ay itataas sa doble ng orihinal nitong taas mula sa lupa?
- sagotAng enerhiyang potensyal ng grabidad ay proporsyonal sa taas. Kung ang isang bagay ay itataas sa doble ng orihinal nitong taas, ang enerhiyang potensyal ng grabidad nito ay dodoble.
Kailan ginagawa ang net work sa isang object zero?
- sagotAng net work na nagawa sa isang bagay ay zero kapag ang kabuuang work na nagawa ng lahat ng pwersang kumikilos dito ay suma-zero, o katumbas nito, kapag walang pagbabago sa kinetic energy ng bagay.
Kung ang isang bagay ay gumagalaw sa isang pare-parehong bilis, ano ang mahihinuha tungkol sa net work na ginawa dito sa isang tiyak na distansya?
- sagotKung ang isang bagay ay gumagalaw sa isang pare-parehong bilis, nangangahulugan ito na walang acceleration, at samakatuwid ay walang netong puwersa na kumikilos dito. Samakatuwid, ang netong trabaho na nagawa sa bagay sa anumang distansya ay magiging zero.
Bakit ang isang bagay sa mas mataas na altitude ay may mas mataas na gravitational potential energy kahit na ito ay mas malayo sa sentro ng Daigdig?
- sagotAng enerhiyang potensyal ng grabidad ay batay sa posisyon ng isang bagay kaugnay ng isang puntong sanggunian (kadalasan sa ibabaw ng Daigdig) at ang puwersa ng grabidad na kumikilos dito. Ang isang bagay sa mas mataas na altitude ay mas mataas sa puntong sanggunian na ito, na nangangahulugang gumalaw ito laban sa puwersa ng grabidad patungo sa posisyong iyon. Bilang resulta, mayroon itong nakaimbak na enerhiya dahil sa posisyon nito, at ang nakaimbak na enerhiyang ito ay ang enerhiyang potensyal ng grabidad nito.