淨扭力的大小—問題與解決方案

1. 力 P 作用於長度為 2 m 的樑的一端。扭力的大小是多少?旋轉軸在 A 點。

淨扭力的大小—問題與解決方案 1已知:

力 (F) = 10 N

AB段的長(rAB )= 2米

力 F 垂直於梁。

力臂 (l ) = rAB sin 90 ° = (2 m)(1) = 2 m

求:繞旋轉軸的扭矩

解決方案:

扭力:

τ = F l = (10 N)(2 m) = 20 N m

加號是因為光束是逆時針旋轉的。

[內部審查程序]

2. 梁AB的長度為2米,力F的大小為10牛頓。求力矩的大小。旋轉軸在A點。

淨扭力的大小—問題與解決方案 2已知:

力 (F) = 10 N

AB段的長(rAB )= 2米

力臂 (l ) = rAB sin 60 ° = (2 m)(0.5 √3 ) = √3 m

求:繞旋轉軸的扭矩

解決方案:

扭力:

τ = F l = (10 N)( √3 m) = 10 √3 N m

加號是因為力 F 使梁逆時針旋轉。

[內部審查程序]

3. 一根樑的長度為 2 公尺。 F1 的大小為10 牛, F2的大小為 15 牛。求梁中心處的合力矩。

旋轉軸位於光束中心。

淨扭力的大小—問題與解決方案 3已知:

力 1 (F1 ) = 10 N

F1與梁中心之間的距離( r1 ) = 1 米

力臂 1 (l 1 ) = r 1 sin 90 o = (1 m)(1) = 1 m

力 F 1垂直於梁。

力 2 (F2 ) = 15 N

F2與光束中心之間的距離( r2 ) = 1 米

力 F 2垂直於梁。

力臂 2 (l 2 ) = r 1 sin 90 o = (1 m)(1) = 1 m

求:繞旋轉軸的淨扭矩

解決方案:

扭力 1:

τ₁ = F₁l₁ = (10 N)( 1 m ) = 10 N · m

加號是因為力 F 1使梁逆時針旋轉。

扭力 2:

τ 2 = F 2 l 2 = (15 N)( 1 m) = -15 N

負號是因為力 F 2使梁順時針旋轉。

淨扭矩:

Σ τ = τ 1 – τ 2 = 10 – 15 = – 5 N·m

負號是因為光束是順時針旋轉的。

[內部審查程序]

4. 梁AB的長度為2米, F1的大小為10牛頓, F2的大小為10牛頓。求梁中心處的合力矩。

淨扭力的大小—問題與解決方案 4旋轉軸位於光束中心。

已知:

力 1 (F 1 ) = 10 Nn

F1與光束中心之間的距離( r1 ) = 1 米

力臂 1 (l 1 ) = r 1 sin 60 o = (1 m)(0.5 √3 ) = 0.5 √3 m

力 2 (F2 ) = 10 N

F2與光束中心之間的距離( r2 ) = 1 米

力 F 2垂直於梁。

力臂 2 (l 2 ) = r 2 sin 90 o = (1 m)(1) = 1 m

求:繞旋轉軸的淨扭矩

解決方案:

扭力 1:

τ 1 = F 1 l 1 = (10 N)( 0.5 √3 m) = 5 √3 = 8.7 Nm

加號是因為力 F 1使梁順時針旋轉。

扭力 2:

τ² = F²l² = (10 N)( 1 m ) = -10 N· m

負號是因為力 F 2使梁順時針旋轉。

淨扭矩:

Σ τ = τ 1 – τ 2 = 8.7 – 10 = – 1.3 N·m

負號是因為合力使梁順時針旋轉。

[內部審查程序]

5. 一根梁長10米,力F₁的大小為10牛頓,力F₂的大小為10牛頓,力F₃的大小為15牛頓。 A點到C點的距離為7.5公尺。力F₂位於樑的中心。求作用在距B點2.5公尺的C點上的合力矩。

旋轉軸位於C點。

淨扭力的大小—問題與解決方案 5已知:

力 1 (F1 ) = 10 N

F1與 C 點之間的距離(r1 ) = 2.5米

力 F 1垂直於梁。

力臂 1 (l 1 ) = r 1 sin 90 o = ( 2.5 m)( 1 ) = 2.5 m

力 2 (F2 ) = 10 N

F2與 C 點之間的距離(r2 ) = 2.5米

力 F 2垂直於梁。

力臂 2 (l 2 ) = r 2 sin 90 o = ( 2.5 m)(1) = 2.5 m

力 3 (F3 ) = 15 N

F3與 C 點之間的距離(r3 ) = 7.5 米

力 F 3垂直於梁。

力臂 3 (l 3 ) = r 3 sin 90 o = (7.5 m)(1) = 7.5 m

求:繞旋轉軸的淨扭矩

解決方案:

扭力 1:

τ₁ = F₁l₁ = (10 N)( 2.5 m ) = 25 N · m

加號是因為力 F 1使梁順時針旋轉。

扭力 2:

τ₂ = F₂l₂ = (10 N)( 2.5 m ) = 25 N· m

加號是因為力 F 2使梁順時針旋轉。

扭力 3:

τ 3 = F 3 l 3 = (15 N)( 7.5 m) = -112..5 N m

負號是因為力 F 3使梁順時針旋轉。

淨扭矩:

Στ = τ 1 + τ 2 – τ 3 = 25 + 25 – 112.5 = – 62.5 牛頓米

負號是因為合力使梁順時針旋轉。

[內部審查程序]

6. 樑的長度為10米,F的大小為1 是 10 N,F 的大小。2 是 10 N,F 的大小為3 力矩為 10 N。求在該點 5 m 處的 A 點的合力矩。淨扭力的大小—問題與解決方案 6力 F 的應用1.

A點的旋轉軸。

已知:

力 1 (F1 ) = 10 N

F1與 A 點之間的距離( r1 ) = 5 米

力臂 1 (l 1 ) = r 1 sin 60 o = (5 m)(0.5 √3 ) = 2.5 √3 m

力2 (F 2 ) = 10 N

F2與點 A之間的距離(r2 ) = 0

力 F 2垂直於梁。

力臂 2 (l 2 ) = r 2 sin 90 o = (0)(1) = 0

力 3 (F 3 ) = 10 N

F3與 A 點之間的距離( r3 ) = 10 米

力臂 3 (l 3 ) = r 3 sin 30 o = (10 m)(0.5) = 5 m

求:繞旋轉軸的淨扭矩

解決方案:

扭力 1:

τ₁ = F₁l₁ = (10 N)( 2.5√3 m ) = 25√3 = 43.3 N · m

加號是因為力 F 1使梁順時針旋轉。

扭力 2:

τ 2 = F 2 l 2 = (10 N)(0) = 0

扭力 3:

τ₃ = F₃l₃ = (10 N)( 5 m ) = -50 N · m

負號是因為力 F 3使梁順時針旋轉。

淨扭矩:

Στ = τ 1 + τ 2 – τ 3 = 43.3 + 0 – 50 = – 6.7 牛·米

負號是因為合力使梁順時針旋轉。

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一維部分非彈性碰撞—問題與解決方案

1.一個質量為 500 公克的物體 A 以10 公尺/秒的速率移動,質量為 200 公克的物體 B 以 12 公尺/秒的速率移動。兩個物體相互靠近並發生碰撞。若碰撞後物體 A 的速率為6 公尺/秒,則碰撞後物體 B 的速率為多少?

已知:

物體 1 的質量(m₁ ) = 500 克 = 0.5 公斤

物體 2 的質量(m₂ ) = 200 克 = 0.2 公斤

物體 1 的初速(v1 ) = -10 m/ s

物體 2 的初速(v₂ ) = 12 m/s

物體 1 的最終速度(v1 ' ) = 6 公尺/秒

加號和減號表示物體沿相反方向移動。

求:物體 2 的最終速率(v 2 ')

解決方案:

m1 v1 + 米2 v2 =米1 v1' + m2 v2

(0.5)(-10) + (0.2)(12) = (0.5)(6) + (0.2)(v 2 ')

-5 + 2.4 = 3 + 0.2 v 2 '

-2.6 = 3 + 0.2 v 2 '

-2.6 – 3 = 0.2 v 2 '

-5.6 = 0.2 v 2 '

v 2 ' = -5.6 / 0.2

v2 ' = -28 公尺/秒

碰撞後物體 2 的速率為 28 公尺/秒。

加號和減號表示物體向相反方向移動。

[內部審查程序]

2. 兩個質量相等的物體相互靠近並發生碰撞。物體 1 的速率為 6 m/s,物體 2 的速率為 8 m/s。碰撞後,物體 2 向左運動,速度為 5 m/s。碰撞後物體 1 的速度大小和方向是?

知道 :

物體 1 的質量(m1 ) = m

物體 2 的質量(m2 ) = m

物體 1 的初速(v1 ) = -6 公尺/秒

物體 2 的初速(v₂ ) = 8 公尺/秒

物體 2 的最終速度(v₂ ' ) = -5 公尺/秒

求:碰撞後物體 1 的大小和方向

解決方案:

動量守恆公式:

m1 v1 + 米2 v2 =米1 v1' + m2 v2

mv 1 + m v 2 = m v 1 ' + m v 2 '

m (v 1 + v 2 ) = m (v 1 ' + v 2 ')

v1 + v2 = v1 ' + v2 '

-6 + 8 = v 1 ' – 5

2 = v 1 ' – 5

2 + 5 = v 1 '

v1 ' = 7 公尺/秒

碰撞後物體 1 的速率(v 1 ')為3 公尺/秒。

加號和減號表示物體向相反方向移動。

[內部審查程序]

3.質量分別為1公斤和2公斤的球1和球2沿著同一方向運動,發生非彈性碰撞。碰撞前,球1的速度為10公尺/秒,球2的速度為5公尺/秒。碰撞後,球2的速度為4公尺/秒。求碰撞後球1的速度。

已知:

質量為1的球(m² )= 1 kg

質量為2的球(m² )= 2 kg

球 1 的速率(v1 ) = 10 公尺/秒

球2的速率(v2 )= 5 m/s

球 2 的最終速度(v 2 ') = 4 公尺/秒

速度的正號表示球的運動方向相同。

求:球 1 的最終速率(v 1 ')

解決方案:

m1 v1 + 米2 v2 =米1 v1' + m2 v2

(1)(10) + (2)(5) = (1)(v 1 ') + (2)(4)

10 + 10 = v 1 ' + 8

20 – 8 = v 1 '

v1 ' = 12 公尺/秒

碰撞後球 1 的速度為12 公尺/秒。

[wpdm_package id='1190′]

  1. 線性動量問題及解
  2. 動量和衝量問題及解決方案
  3. 一維完全彈性碰撞問題及解
  4. 一維完全非彈性碰撞問題及解
  5. 一維非彈性碰撞問題及解

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一維非彈性碰撞—問題與解決方案

1.一顆質量為30克的子彈以30公尺/秒的速率移動,與一個靜止的質量為1公斤的木塊發生碰撞。若子彈和木塊碰撞後鎖在一起,求木塊的速率。

已知:

子彈質量(m₁ ) = 30 克 = 0.03 公斤

物塊質量(m² ) = 1 kg

子彈的初始速度(v1 )= 30 公尺/秒

滑塊的初始速度(v2 )= 0(滑塊靜止)

求:子彈與方塊碰撞後的速度(v')

解決方案:

m 1 v 1 + m 2 v 2 = (m 1 + m 2 ) v'

(0.03)(30) + (1)(0) = (0.03 + 1) v'

0.9 + 0 = 1.03 v'

0.9 = 1,03 v'

v' = 0.9 / 1,03

v' = 0.87 公尺/秒

[內部審查程序]

2.質量為 2 kg 的撞球 A 以速率 v A = 6 ms −1運動,與質量相同的撞球 B 發生正碰。若碰撞是完全非彈性碰撞,求碰撞後兩球的速度。

已知:

質量 A (m A ) = 2 kg

質量 B (m B ) = 2 kg

小球A的初速(v<sub> A</sub> )= -6 m/s

小球B的初速(v<sub> B</sub> )= 4 m/s

加號和減號表示物體沿相反方向移動。

求:兩球碰撞後的速度。 (v')

解決方案:

m A v A + m B v B = (m A ' + m B ) v'

(2)(-6) + (2)(4) = (2 + 2) v'

-12 + 8 = 4 v'

-4 = 4 v'

v' = -4 / 4

v' = -1 公尺/秒

[內部審查程序]

3. 米1 = 3公斤 以及 m2 = 4公斤 以速度沿相反方向接近 v1 = 10 公尺/秒 以及 v2 = 12 公尺/秒。 如果碰撞是完全非彈性碰撞,那麼碰撞後兩球的速度分別是多少?

已知:

物體1的質量(m₂ )= 3 kg

物體2的質量(m₂ )= 4 kg

物體 1 的速率(v1 ) = -10 公尺/秒

物體 2 的速率(v₂ ) = 12 公尺/秒

求:碰撞後的速度(v')

解決方案:

m 1 v 1 + m 2 v 2 = (m 1 ' + m 2 ) v'

(3)(-10) + (4)(12) = (3 + 4) v'

-30 + 48 = 7 v'

18 = 7 v'

v' = 18 / 7

v' = 2.6 公尺/秒

[wpdm_package id='1157′]

  1. 線性動量問題及解
  2. 動量和衝量問題及解決方案
  3. 一維完全彈性碰撞問題及解
  4. 一維完全非彈性碰撞問題及解
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一維完全彈性碰撞—問題與解決方案

1. 質量為200公克的球A以10公尺/秒的速率運動,撞擊一個靜止的質量為200公克的球B。碰撞後,球A和球B的速度分別是多少?

已知:

球A的質量(m<sub> A</sub> )= 200公克 = 0.2公斤

球B的質量(m<sub> B</sub> )= 200公克 = 0.2公斤

碰撞前球 A 的速率 (v<sub> A</sub> ) = 10 m/s

碰撞前球B的速率(v<sub> B</sub> )= 0

求:碰撞後球A的速率(v<sub> A '</sub>)和球B的速率(v<sub> B '</sub>)。

解決方案:

v A ' = v B = 0

vB ' = vA = 10 公尺/秒

[內部審查程序]

2. 兩個質量相等的物體相互靠近、碰撞,然後反彈。碰撞前物體 A 的速率為 8 m/s,物體 B 的速率為 12 m/s。碰撞後物體 A 和物體 B 的速率大小和方向分別是多少?

已知:

質量 A (m A ) = m

質量 B (m B ) = m

碰撞前質量為 A 的物體的速率 (v<sub> A</sub> ) = -8 m/s

碰撞前質量為 B 的物體的速率 (v_B ) = 12 m/s

加號和減號表示物體向相反方向移動。

求:碰撞後質量為A的物體(v<sub> A '</sub>)和質量為B的物體(v<sub> B '</sub>)的速率的大小和方向。

解決方案:

在完全彈性碰撞中,如果物體的質量相等,則碰撞後 A 的速度 (v A ') = 碰撞前 B 的速度 (v B ),碰撞後 B 的速度 (v B ') = 碰撞前 A 的速度 (v A )。

如果在碰撞前,A 向右移動,B 向左移動,那麼碰撞後,A 向左移動,B 向右移動。

兩個物體的質量相等,碰撞是完全彈性碰撞,因此兩個物體交換了速度。

v A ' = -v B = -12 公尺/秒

vB ' = vA = 8 公尺/秒

加號和減號表示物體向相反方向移動。

[內部審查程序]

3. 質量為 2 kg 的物體 A 以 10 m/s 的速率移動,撞擊質量為 4 kg 的球 B,球以 20 m/s 的速率移動。如果碰撞是完全彈性碰撞,那麼碰撞後物體 A 和物體 B 的速率分別是多少?

已知:

質量 A (m A ) = 2 kg

質量 B (m B ) = 4 kg

碰撞前物體 A 的速率 (v<sub> A</sub> ) = 10 m/s

碰撞前物體 B 的速率 (v<sub> B</sub> ) = 20 m/s

求:碰撞後物體A的速率(v<sub> A '</sub>)與物體B的速率(v<sub> B '</sub>)。

解決方案:

在完全彈性碰撞中,如果兩個物體的質量相等且相互靠近,則碰撞後物體的速度可以用以下公式計算:

一維完全彈性碰撞—問題與解決方案 1

碰撞後物體A的速度:

一維完全彈性碰撞—問題與解決方案 2

[內部審查程序]

4. 質量為100公克的物體以20公尺/秒的速度撞擊一面牆,並發生完全彈性碰撞。碰撞後物體的速度大小和方向是?

已知:

質量 (m A ) = 100 克 = 0.1 公斤

牆體質量(mB )=無限大

碰撞前物體的速率 (v<sub> A</sub> ) = 20 m/s

碰撞後物體的速率 (v<sub> B</sub> ) = 0

求:碰撞後速度的大小與方向

解決方案:

如果 v B = 0,m A非常小,m 2非常大,則 v A ' = -v A且 v 2 ' = 0。

加號和減號表示物體向相反方向移動。

5.下圖顯示了質量分別為2公斤和5公斤的兩個球A碰撞前後的狀態。如果碰撞是完全彈性碰撞,那麼碰撞前球A的速度是多少?

已知:

球的質量 是A) = 2 kg完全彈性碰撞—問題與解決方案 1

球 B 的質量(m<sub> B</sub> ) = 5 kg

碰撞前球B的速度(v<sub> B</sub> ) = 2 m/s

碰撞後球 A 的速率(v A ') = 5 m/s

碰撞後球 B 的速率(v B ') = 4 m/s

兩個球都向右運動,所以它們的速度都是正值。

求:碰撞前球 A 的速率(v A )

解決方案:

mA vA + 米B vB =米A vA' + mB vB“

2(v A ) + (5)(2) = (2)(5) + (5)(4)

2(v A ) + 10 = 10 + 20

2(v A ) + 10 = 30

2(v A ) = 30 – 10

2(v A ) = 20

v A = 20/2

v A = 10 公尺/秒

[內部審查程序]

6.如圖所示,物體A和B沿著水平面運動。如果碰撞是完全彈性碰撞,且碰撞後物體B的速度為15 m/s ,則碰撞後物體A的速度是多少?

已知:

物體的質量 是A) = 5 kg完全彈性碰撞—問題與解決方案 2

物體B的質量(m<sub> B</sub> ) = 2 kg

碰撞前物體 A 的速率(v<sub> A</sub> ) = 12 m/s

碰撞前物體 B 的速率(v<sub> B</sub> ) = 10 m/s

碰撞後物體 B 的速率(v<sub> B</sub> ') = 15 公尺/秒

碰撞前後,兩個物體都向右移動,因此它們的速度方向均為正。

求:碰撞後物體 A 的速率(v A ')

解決方案:

mA vA + 米B vB =米A vA' + mB vB“

(5)(12) + (2)(10) = (5)v A ' + (2)(15)

60 + 20 = (5)v A ' + 30

80 = (5)v A ' + 30

80 – 30 = (5)v A '

50 = (5)v A '

v A ' = 50/5

v A ' = 10 公尺/秒

[wpdm_package id='1156′]

  1. 線性動量問題及解
  2. 動量和衝量問題及解決方案
  3. 一維完全彈性碰撞問題及解
  4. 一維完全非彈性碰撞問題及解
  5. 一維非彈性碰撞問題及解

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動量與衝量-問題與解決方案

1. 一個小球以10公尺/秒的恆定速率水平拋出。小球撞擊牆壁後以相同的速度反彈。求小球動量的變化量。

已知:

質量(m) = 0.2 kg

初始速度(v₀ ) = -10 公尺/秒

最終速度(v<sub> t</sub>)= 10 公尺/秒

加號和減號表示物體沿相反方向移動。

求:線性動量的變化量(Δp)

解決方案:

動量變化公式:

Δp = mv t – mv o = m (v t – v o )

線性動量的變化:

Δp = 0.2 (10 – (-10)) = 0.2 (10 + 10)

Δp = 0.2 (20)

Δp = 4 kg·m/s

[內部審查程序]

2. 質量為 10 公克的球從某一高度自由下落,以 15 公尺/秒的速率撞擊地面,然後以 10 公尺/秒的速率向上反彈。求其衝量!

已知:

質量 (m) = 10 克 = 0.01 公斤

初始速度(v₀ ) = -15 公尺/秒

末速(v<sub> t</sub>)= 10 公尺/秒

需求:衝動(I)

解決方案:

衝量(I)等於動量變化量(Δp)

I = mv t – mv o = m (v t – v o )

衝動:

I = 0.01 (10 – (-15)) = 0.01 (10 + 15)

I = 0.01 (25)

I = 0.25 kg·m/s

[內部審查程序]

3. 質量為200公克的球以4公尺/秒的速率水平拋出,然後沿著同一方向被擊球。球與球棒接觸的時間為2毫秒,球離開球棒後的速度為12公尺/秒。擊球手對球施加的力的大小為…

已知:

質量 (m) = 200 克 = 0.2 公斤

初始速度(v₀ ) = 4 公尺/秒

末速(v<sub> t</sub>)= 12 公尺/秒

時間間隔 (t) = 2 毫秒 = (2/1000) 秒 = 0.002 秒

求:力的大小(F)

解決方案:

衝量公式:

I = F t

動量變化公式:

mv t – mv o = m (v t – v o )

衝量(I)等於動量變化量(Δp)

I = Δp

F t = m (v t – v o )

F (0.002) = (0.2)(12 – 4)

F (0.002) = (0.2)(8)

F(0.002)= 1.6

F = 1.6 / 0.002

F = 800 牛頓

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  1. 線性動量問題及解
  2. 動量和衝量問題及解決方案
  3. 一維完全彈性碰撞問題及解
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線性動量-問題與解答

1. 一個物體以恆定的 10 公尺/秒的速率運動。計算該物體的線動量。

已知:

質量(m) = 1 kg

速度(v) = 10 公尺/秒

所需量:線性動量 (p)

解決方案:

線性動量公式:

p = mv

p = 動量,m = 質量,v = 速度

線性動量:

p = mv = (1)(10) = 10 kg m/ s²

[內部審查程序]

2. 質量為 2 kg 的物塊和質量為 4 kg 的物塊以 20 m/s 的恆定速率運動。求這兩個物塊的線動量。

已知:

物塊A的質量(m A ) = 2 kg

物塊B的質量(m<sub> B</sub> ) = 4 kg

滑桿 A 的速度 (v<sub> A</sub> ) = 20 m/s

滑桿 B 的速率 (v_B ) = 20 m/s

求:物塊 A 的線動量 (p A ) 和物塊 B 的線動量 (p B )

解決方案:

A 塊的線動量:

p A = m A v A = (2)(20) = 40 kg m/s

塊體 B 的線動量:

pB = mB vB = (4)(20) = 80 kg·m / s

[內部審查程序]

3.一個質量為 2 kg 的物塊以 2 m/s 的恆定速率運動,另一個質量為 2 kg 的物塊以 4 m/s 的恆定速率運動。求這兩個物塊的線動量。

已知:

物塊A的質量(m A ) = 2 kg

物塊 B 的質量(m<sub> B</sub> ) = 2 kg

滑桿A 的速度 (v<sub> A</sub> ) = 2 m/s

滑桿 B 的速度(v_B ) = 4 m/s

求:木塊的線性動量

解決方案:

A 塊的線動量:

p A = m A v A = (2)(2) = 4 kg m/s

塊體 B 的線動量:

pB = mB vB = (2)(4) = 8 kg·m / s

[內部審查程序]

4.一個質量為5公斤的物體靜止不動。求該物體的線動量。

已知:

質量 (m) = 5 kg

物體的速度(v) = 0

求:線性動量(p)

解決方案:

p = mv = (5)(0) = 0

[wpdm_package id='1155′]

  1. 線性動量問題及解
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  3. 一維完全彈性碰撞問題及解
  4. 一維完全非彈性碰撞問題及解
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權力——問題與解決方案

功率是指在給定時間內完成工作的速度。從數學角度來說,功率是功與時間的比值。

P = W/t

說明:P = 功率(焦耳/秒 = 瓦特),W = 功(焦耳),t = 時間間隔(秒)

根據這個等式,我們可以得出結論:做功速率越大,功率越大;反之,做功速率越小,功率越小。做功速率指的是做功的速度。

[內部審查程序]

功率是標量。功率的國際單位制單位是焦耳/秒。焦耳/秒等於瓦特(縮寫為W),瓦特的命名是為了紀念詹姆斯·瓦特。功率的英制單位是英尺磅/秒。

這個單位太小,不實用,所以使用更大的單位馬力(縮寫為hp)。 1馬力 = 550英尺磅/秒 = 764瓦 = ¾千瓦。

做功量也可以用功率乘以時間單位來表示,例如千瓦時或kWh。 1千瓦時是指以1千瓦的恆定功率持續1小時所做的功。

1.一個 50 公斤的人在2 分鐘內跑上 10 公尺高的樓梯。重力加速度( g )為10 公尺/秒²。求功率。

已知:

質量(m) = 50 kg

高度(h) = 10米

重力加速度(g) = 10 m/ s²

時間間隔( t) = 2分鐘= 2 (60) = 120秒

需求:權力(P)

解決方案:

功率公式:

P=W/t

P =功率,W =功,t =時間

工作公式:

W = F s = wh = mgh

W =功,F =力,w =重量,d =位移,h =高度,m = 質量,g =重力加速度

W = mgh = (50)(10)(10) = 5000 焦耳。

P = W / t = 5000 / 120 = 41.7焦耳/秒。

[內部審查程序]

2.計算 60 公斤的人在 10 秒內爬上 5 公尺高的樹所需的功率。重力加速度為 10 公尺/秒²。

已知:

質量 (m) = 60 kg

高度(h) = 5米

重力加速度(g) = 10 m/ s²

時間間隔(t) = 10秒

需求:權力

解決方案:

工作 :

W = mgh = (60)(10)(5) = 3000 焦耳

功率:

P = W / t = 3000 / 10 = 300 焦耳/秒條件。

3. 一台功率為300瓦的旋轉喜劇機,每5分鐘旋轉5輪。它消耗的能量是…

A. 15 千焦

B. 75千焦

C. 90 千焦

D. 450 千焦

已知:

功率 (P) = 300 瓦 = 300 焦耳/秒

週期 (T) = 5 分鐘 = 5 (60 秒) = 300 秒

旋轉次數 = 5

需求:旋轉喜劇消耗的能量

解決方案:

權力——問題與解決方案

正確答案是D。

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  1. 這項工作是透過解決力道問題和方案完成的。
  2. 功-動能問題及解答
  3. 功-機械能原理問題及解答
  4. 引力位能問題及解決方案
  5. 彈性彈簧位能問題及解
  6. 電力問題及解決方案
  7. 機械能守恆定律在自由落體運動的應用
  8. 機械能守恆定律在自由落體運動中上下移動的應用
  9. 機械能守恆定律在曲面運動的應用
  10. 機械能守恆定律在斜面上運動的應用
  11. 機械能守恆定律在拋體運動的應用

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機械能守恆定律在斜面運動中的應用—問題與解答

1. 一個物塊沿著光滑無摩擦的斜面下滑。物塊落地時的速度是多少?重力加速度為 10 m/ s²

機械能守恆定律在斜面運動的應用 1已知:

高度 (h) = 8 米

重力加速度(g) = 10 m/ s²

需要:速度 (v)

解決方案:

初始機械能(ME o )=重力位能(PE)

ME o = PE = mgh = m (10)(8) = 80 m

最終機械能(MEt ) =動能(KE)

ME t = KE = ½ mv 2

機械能守恆原理指出:初始機械能等於最終機械能:

ME o = ME t

80 公尺 = ½ mv²

80 = ½ v 2

160 = v 2

v = √160 = √(16)(10) = 4√10 公尺/秒

[內部審查程序]

2. 質量為 1 公斤的物體沿著 8 公尺的距離下滑。求物體下滑 5 公尺後的動能…重力加速度 g = 10 公尺/秒²

機械能守恆定律在斜面運動的應用 2已知:

質量 (m) = 0.2 kg

d = 5 米

重力加速度 (g) = 10 m/ s²

所需能量:動能(KE)

解決方案:

sin 30 ° = h / d

0.5 = h / 5

h = (0.5)(5) = 2.5 米

物體高度變化為2.5公尺。

初始機械能(ME o)=重力位能(PE)

ME o = PE = mgh = (1)(10)(2.5) = 25 焦耳

最終機械能(MEt ) =動能(KE)

ME t = KE

機械能守恆原理指出:初始機械能等於最終機械能:

ME o = ME t

25 = 動能

動能= 25 焦耳。

[wpdm_package id='1170′]

  1. 力作用下的工作問題及解決方案
  2. 功-動能問題及解答
  3. 功-機械能原理問題及解答
  4. 引力位能問題及解決方案
  5. 彈性彈簧位能問題及解
  6. 電力問題及解決方案
  7. 機械能守恆定律在自由落體運動的應用
  8. 機械能守恆定律在自由落體運動中上下移動的應用
  9. 機械能守恆定律在曲面運動的應用
  10. 機械能守恆定律在斜面上運動的應用
  11. 機械能守恆定律在拋體運動的應用

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機械能守恆定律在曲面運動中的應用—問題與解答

1. 質量為 1 kg 的物塊沿著光滑曲面下滑。求物塊到達最低點時的動能和速率。重力加速度為 10 m/ s²。

機械能守恆定律在曲面運動的應用 1已知:

質量(m) = 1 kg

高度變化 (h) = 5 米

重力加速度 (g) = 10 m/ s²

求:動能(KE)和滑塊的速度。

解決方案:

(a)動能

初始機械能=重力位能

ME o = PE = mgh = (1)(10)(5) = 50 焦耳

最終機械能 = 動能

ME t = KE = ½ mv t 2

機械能守恆原理指出:初始機械能等於最終機械能:

ME o = ME t

位能 = 動能

50 = 動能

動能(KE)= 50 焦耳。

(b)滑塊的速度

機械能守恆原理:

初始機械能(ME o )= 最終機械能(ME t )

重力位能(PE)= 動能(KE)

50 = ½ mv²

2(50) / m = v 2

100 / 1 = v 2

100 = v 2

v = √100

v = 10 公尺/秒

[內部審查程序]

2. 質量為 2 kg 的物體無摩擦地向下滑動。求物體在距離地面 2 m 時的動能和速率。重力加速度為 10 m/s² 。

機械能守恆定律在曲面運動的應用 2已知:

質量 (m) = 2 kg

高度變化量 (h) = 10 – 2 = 8 米

重力加速度 (g) = 10 m/ s²

求:距地面 2 公尺處的動能 (KE) 和速度 (v)。

解決方案:

(a)距地面2公尺處的動能

初始機械能 = 重力位能

ME o = PE = mgh = (2)(10)(8) = 160 焦耳

最終機械能 = 動能

ME t = KE = ½ mv t 2

機械能守恆原理指出:初始機械能等於最終機械能:

ME o = ME t

位能 = 動能

160 = 動能

物體在離地 2 公尺處的動能為 160 焦耳。

(b)物體在最低表面上的速度

機械能守恆原理:

初始機械能(ME o )= 最終機械能(EM t )

重力位能(PE)= 動能(KE)

160 = ½ mv²

160 = ½ (2) v 2

160 = v 2

v = √160 = √(16)(10) = 4√10 公尺/秒

[wpdm_package id='1167′]

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機械能守恆定律在拋體運動中的應用—問題與解答

1.一個被踢出的足球以 θ = 30 °的角度離開地面,初速為 10 m/s。球的質量為 0.1 kg。重力加速度為 10 m/s² 。求:(a)最高點的重力位能; (b) 最高點或最大高度。

已知:

質量 (m) = 0.1 kg

初始速度(v₀ )= 10 公尺/秒

角度 = 30 °

重力加速度 (g) = 10 m/ s²

解決方案:

(a)重力位能

機械能守恆定律在拋體運動中的應用—問題與解答 1

計算初速的水平分量(v ox )和垂直分量(v oy )。

機械能守恆定律在拋體運動中的應用—問題與解答 2機械能守恆定律在拋體運動中的應用—問題與解答 2vox = vo 車 θ = (10)(cos 30o) = (10)(0.5√3) = 5√3 公尺/秒

v oy = v o sin θ = (10)(sin 30 o ) = (10)( 0.5) = 5 m/s

初始機械能

初始機械能(MEo )=動能(KE)

ME o = KE = 1/2 mv o 2 = 1/2 (0.1)(10) 2 = 1/2 (0.1)(100) = 1/2 (10) = 5 焦耳

最終機械能

最高點的動能:

KE = 1/2 mv ox 2 = 1/2 (0.1)(5√3) 2 = 1/2 (0.1)((25)(3)) = 1/2 (0.1)(75) = 3.75 焦耳

機械能守恆原理

初始機械能(ME o )= 最終機械能(ME t )

動能 = 位能 + 動能

5 = EP + 3.75

位能 = 5 – 3.75 = 1.25 焦耳

最高點的重力位能為 1.25 焦耳。

(b)最高點或最大高度

PE = mgh

1.25 = (0.1)(10) 小時

1.25 = h

最高高度為1.25公尺。

[內部審查程序]

2.質量為 0.1 kg 的球從 10 公尺高的建築物上以初速 v₀ = 10 m/s 水平拋出。重力加速度為10 m/s² 。求球落地時的動能。

已知:

質量 (m) = 0.1 kg

初始速度(v₀ )= 10 公尺/秒

重力加速度 (g) = 10 m/ s²

高度變化量 (h) = 10 – 2 = 8 米

需要:離地2公尺處的動能

解決方案:

重力位能(PE)= mgh = (0.1)(10)(10) = 10 焦耳

初始動能(KE)= ½ mv o 2 = ½ (0.1)(10) 2 = ½ (0.1)(100) = ½ (10) = 5 焦耳

最終動能 = 初始重力位能 + 初始動能 = 10 + 5 = 15 焦耳

[wpdm_package id='1173′]

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