To'r ish Gravitatsion potensial energiya Kinetik energiya

4 Sof ish Gravitatsion potensial energiya Kinetik energiya – Muammolar va yechimlar

1. Yerdan 10 metr balandlikda joylashgan 5 kg og'irlikdagi jism. Og'irlik kuchi ta'sirida tezlanish 10 m/s2 ga teng ^. Jismni yerdan 15 metr balandlikka ko'tarish uchun qanday ish bajariladi?

Ma'lum:

Ob'ektning massasi (m) = 5 kg

Balandligi (h) = 10 metr

Tortishish kuchi tufayli tezlanish (g) = 10 m/ ^s2

Qidirilmoqda: Ob'ektni yer sathidan 15 metr balandlikka ko'tarish bo'yicha ishlar olib borildi.

yechim:

W = F d = wh = mgh

W = ish, F = kuch, d = siljish , w = og'irlik , h = balandlik, m = massa, g = tortishish kuchi tufayli tezlanish

Obyektda bajarilgan ishlar:

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

2. 2 kg og'irlikdagi jism silliq gorizontal sirt bo'ylab 2 m/s tezlikda harakatlanadi. Agar jismning oxirgi tezligi 5 m/s bo'lsa. Jism ustida bajarilgan ish qancha?

Ma'lum:

Ob'ektning massasi (m) = 2 kg

Boshlang'ich tezlik (v _o ) = 2 m/s

Yakuniy tezlik (vt ₎ = 5 m/s

Kerakli: Ob'ekt ustida bajarilgan ish

yechim:

Ish -kinetik energiya printsipi shuni ko'rsatadiki, ob'ekt ustida bajarilgan umumiy ish ob'ektning kinetik energiyasining o'zgarishiga teng.

W = DKE = 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 Joul

3. Silliq polda dastlab tinch turgan massasi 10 kg bo'lgan jism. 3 soniyada itarilgandan so'ng, jism 2 m/s2 tezlikda tezlandi ^. Jism ustida bajarilgan ish qancha?

Ma'lum:

Massa (m) = 10 kg

Boshlang'ich tezlik (v _o ) = 0 (dastlab tinch holatda)

Shuningdek qarang Termal kengayish - muammolar va yechimlar

Vaqt oralig'i (t) = 3 soniya

Tezlanish (a) = 2 m/ ^s2

Qidirilmoqda: Ish (W)

yechim:

Birinchidan, doimiy tezlanish harakati tenglamasidan foydalanib, masofani aniqlang.

d = v _o t + ½ ² = (0)(3) + ½ (2)(3) ^{2 da}

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

Obyektda bajarilgan ishlar:

W = F s = (ma)(d) = (10)(2)(9) = 180 Joul

4. Quyidagi rasmda ko'rsatilgandek, qiyalik tekislikda F = 1.5 N doimiy kuch bilan yuqoriga tezlanish 15 kg massali blok. Tortishish kuchi tufayli tezlanish 10 m/s2 ga teng ^{va blok bilan}qiyalik tekislik o'rtasida ishqalanish yo'q . Ob'ektda bajarilgan umumiy ish qancha?

Ma'lum:

Blokning massasi (m) = 1.5 kg Tor-ish-gravitatsion-potentsial-energiya-kinetik-energiya-–-muammolar-va-yechimlar-1

Tortishish kuchi tufayli tezlanish (g) = 10 m/ ^s2

Blokning og'irligi (w) = mg = (1.5)(10) = 15 Nyuton

Kuch (F) = 15 Nyuton

Kerakli: Ob'ekt ustida aniq ish bajarildi

yechim:

Blokda ikkita kuch ishlaydi. Birinchidan, blokning siljishiga parallel bo'lgan kuch F kuchidir. Ikkinchidan, blok og'irligining gorizontal komponenti (w _x ).

Kuch bilan bajarilgan ish (F):

W ₁ = F s = (15 N)(2 m) = 30 N m = 30 Joul

Og'irlikning gorizontal komponenti (w _x ) tomonidan bajarilgan ish:

W ₂ = w _x s = (w sin 30 ^o )(2 m) = (15 N)(1/2)(2 m) = 15 N m = 15 Joul

Obyektda bajarilgan tarmoq ishlari:

W _sof = W ₁ – W ₂ = 30 J – 15 J = 15 Joul

Sof ish va kinetik energiya nuqtai nazaridan ish-energiya teoremasi nima?
- javobIsh-energiya teoremasi shuni ko'rsatadiki, jism ustida bajarilgan sof ish uning kinetik energiyasining o'zgarishiga teng. Matematik jihatdan: $W_{n e t} = Δ K E$ .
Agar siz biror narsani ma'lum bir balandlikka ko'tarib, keyin u yerda ushlab tursangiz, uni harakatsiz ushlab turgan holda buyum ustida qancha ish bajarasiz?
- javobJismni harakatsiz ushlab turganda, siz uning ustida nol ish bajarasiz, chunki hech qanday siljish yo'q. Ish kuch yo'nalishi bo'yicha siljish kuchga ko'paytma sifatida belgilanadi, shuning uchun siljish yo'qligi ish yo'qligini anglatadi.
Yer sathidagi obyektning tortishish potensial energiyasi nima?
- javobYer sathidagi obyektning tortishish potensial energiyasi odatda nolga teng deb qabul qilinadi. Gravitatsion potensial energiya nisbiydir va yer sathi umumiy mos yozuvlar nuqtasidir.
Jismning tezligi ikki baravar oshirilsa, uning kinetik energiyasi qanday o'zgaradi?
- javobKinetik energiya tezlik kvadratiga mutanosib. Agar jismning tezligi ikki baravar oshirilsa, uning kinetik energiyasi to'rt baravar ortadi.
Yiqilayotgan jismning tortishish potensial energiyasi qachon maksimal bo'ladi?
- javobYiqilayotgan jismning tortishish potensial energiyasi u yiqilishdan oldin, ya'ni yer yuzasidan eng yuqori nuqtada (yoki mos yozuvlar nuqtasida) bo'lganda maksimal bo'ladi.
Havo qarshiligi bo'lmagan taqdirda, erkin tushayotgan jismning yo'qotilgan potensial energiyasi va olingan kinetik energiyasi o'rtasidagi bog'liqlik haqida nima deyish mumkin?
- javobHavo qarshiligi bo'lmagan taqdirda, erkin tushayotgan jism tomonidan yo'qotilgan potensial energiya uning olgan kinetik energiyasiga teng bo'ladi. Bu mexanik energiyaning saqlanish qonunining bevosita natijasidir.
Agar jism yerdan asl balandligidan ikki baravar ko'tarilsa, uning tortishish potensial energiyasi bilan nima sodir bo'ladi?
- javobGravitatsion potensial energiya balandlikka mutanosib. Agar jism asl balandligidan ikki baravar ko'tarilsa, uning tortishish potensial energiyasi ikki baravar ortadi.
Nolinchi obyektda sof ish qachon bajariladi?
- javobJismga ta'sir qiluvchi barcha kuchlar tomonidan bajarilgan umumiy ish nolga teng bo'lganda, unga bajarilgan sof ish nolga teng bo'ladi yoki jismning kinetik energiyasida hech qanday o'zgarish bo'lmaganda, unga tenglashtirilgan ish.
Agar jism doimiy tezlikda harakatlanayotgan bo'lsa, ma'lum masofada unga qilingan umumiy ish haqida nima deyish mumkin?
- javobAgar jism doimiy tezlikda harakatlanayotgan bo'lsa, bu uning tezlanishi yo'qligini va shuning uchun unga ta'sir qiluvchi umumiy kuch yo'qligini anglatadi. Shuning uchun, har qanday masofada jism ustida bajarilgan umumiy ish nolga teng bo'ladi.
Nima uchun balandlikdagi jism Yer markazidan uzoqroqda bo'lsa ham, tortishish potensial energiyasi ko'proq?
- javobGravitatsion potensial energiya obyektning mos yozuvlar nuqtasiga (ko'pincha Yer yuzasiga) nisbatan pozitsiyasiga va unga ta'sir qiluvchi tortishish kuchiga asoslangan. Yuqori balandlikdagi obyekt bu mos yozuvlar nuqtasidan balandroqda joylashgan, ya'ni u tortishish kuchiga qarshi o'sha pozitsiyaga harakatlangan. Natijada, u o'z pozitsiyasi tufayli energiya to'plagan va bu to'plangan energiya uning tortishish potensial energiyasidir.