Δοκιμάστε τις γνώσεις σας με ερωτήσεις σχετικά με την κινητική ενέργεια και λύστε τις αμφιβολίες σας με το σχόλιο.
ερώτηση 1
Υπολογίστε την κινητική ενέργεια μιας μπάλας μάζας 0,6 kg καθώς ρίχνεται και φτάνει σε ταχύτητα 5 m / s.
Σωστή απάντηση: 7,5 J.
Η κινητική ενέργεια σχετίζεται με την κίνηση ενός σώματος και μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας τον ακόλουθο τύπο:
Αντικαθιστώντας τα δεδομένα ερωτήσεων στον παραπάνω τύπο, βρίσκουμε την κινητική ενέργεια.
Επομένως, η κινητική ενέργεια που αποκτά ο οργανισμός κατά τη διάρκεια της κίνησης είναι 7,5 J.
Ερώτηση 2
Μια κούκλα με μάζα 0,5 κιλών ρίχτηκε από ένα παράθυρο στον 3ο όροφο, σε ύψος 10 μέτρων από το έδαφος. Ποια είναι η κινητική ενέργεια της κούκλας όταν χτυπά το έδαφος και πόσο γρήγορα έπεσε; Θεωρήστε ότι η επιτάχυνση της βαρύτητας είναι 10 m / s2.
Σωστή απάντηση: κινητική ενέργεια 50 J και ταχύτητα 14,14 m / s.
Όταν παίζατε την κούκλα, έγινε εργασία για να την μετακινήσετε και η ενέργεια της μεταφέρθηκε μέσω της κίνησης.
Η κινητική ενέργεια που αποκτά η κούκλα κατά τη διάρκεια της εκτόξευσης μπορεί να υπολογιστεί με τον ακόλουθο τύπο:
Αντικαθιστώντας τις τιμές έκφρασης, η κινητική ενέργεια που προκύπτει από την κίνηση είναι:
Χρησιμοποιώντας τον άλλο τύπο κινητικής ενέργειας, υπολογίζουμε πόσο γρήγορα έπεσε η κούκλα.
Έτσι, η κινητική ενέργεια της κούκλας είναι 50 J και η ταχύτητα που φτάνει είναι 14,14 m / s.
ερώτηση 3
Προσδιορίστε την εργασία που πραγματοποιείται από ένα σώμα μάζας 30 kg, έτσι ώστε η κινητική του ενέργεια να αυξάνεται καθώς η ταχύτητά του αυξάνεται από 5 m / s σε 25 m / s;
Σωστή απάντηση: 9000 J.
Η εργασία μπορεί να υπολογιστεί με ποικίλη κινητική ενέργεια.
Αντικαθιστώντας τις τιμές της δήλωσης στον τύπο, έχουμε:
Επομένως, η εργασία που απαιτείται για την αλλαγή της ταχύτητας του σώματος θα είναι ίση με 9000 J.
Δείτε επίσης: Εργασία
ερώτηση 4
Ένας μοτοσικλετιστής οδηγεί τη μοτοσικλέτα του σε δρόμο με ραντάρ με ταχύτητα 72 km / h. Αφού περάσει από το ραντάρ, επιταχύνει και η ταχύτητά του φτάνει τα 108 km / h. Γνωρίζοντας ότι η μάζα του συνδυασμού μοτοσικλέτας και αναβάτη είναι 400 κιλά, προσδιορίστε τη διακύμανση της κινητικής ενέργειας που υπέστη ο αναβάτης.
Σωστή απάντηση: 100 kJ.
Πρέπει πρώτα να πραγματοποιήσουμε τη μετατροπή των δεδομένων ταχυτήτων από km / h σε m / s.
Η μεταβολή της κινητικής ενέργειας υπολογίζεται χρησιμοποιώντας τον παρακάτω τύπο.
Αντικαθιστώντας τις τιμές προβλήματος στον τύπο, έχουμε:
Έτσι, η διακύμανση κινητικής ενέργειας στη διαδρομή ήταν 100 kJ.
ερώτηση 5
(UFSM) Ένα μαζικό λεωφορείο μ ταξιδεύει κατά μήκος ενός ορεινού δρόμου και κατεβαίνει σε ύψος h. Ο οδηγός διατηρεί τα φρένα έτσι ώστε η ταχύτητα να διατηρείται σταθερή στη μονάδα καθ 'όλη τη διάρκεια του ταξιδιού. Εξετάστε τις ακόλουθες δηλώσεις, ελέγξτε αν είναι αληθείς (T) ή ψευδείς (F).
() Η διακύμανση κινητικής ενέργειας του διαύλου είναι μηδενική.
() Η μηχανική ενέργεια του συστήματος bus-Earth διατηρείται, καθώς η ταχύτητα του διαύλου είναι σταθερή.
() Η συνολική ενέργεια του συστήματος bus-Earth διατηρείται, αν και μέρος της μηχανικής ενέργειας μετατρέπεται σε εσωτερική ενέργεια. Η σωστή ακολουθία είναι
α) V - F - F.
β) V - F - V.
γ) F - F - V.
δ) F - V - V.
ε) F - V - F
Σωστή εναλλακτική λύση: β) V - F - V.
(TRUE) Η διακύμανση κινητικής ενέργειας του διαύλου είναι μηδέν, καθώς η ταχύτητα είναι σταθερή και η διακύμανση κινητικής ενέργειας εξαρτάται από αλλαγές σε αυτό το μέγεθος.
(FALSE) Η μηχανική ενέργεια του συστήματος μειώνεται, καθώς καθώς ο οδηγός κρατά τα φρένα, η πιθανή ενέργεια η βαρύτητα μειώνεται όταν μετατρέπεται σε θερμική ενέργεια με τριβή, ενώ παραμένει κινητική ενέργεια συνεχής.
(Αλήθεια) Λαμβάνοντας υπόψη το σύστημα ως σύνολο, εξοικονομείται ενέργεια, ωστόσο, λόγω της τριβής των φρένων, μέρος της μηχανικής ενέργειας μετατρέπεται σε θερμική ενέργεια.
Δείτε επίσης: Θερμική ενέργεια
ερώτηση 6
(UCB) Ένας δεδομένος αθλητής χρησιμοποιεί το 25% της κινητικής ενέργειας που λαμβάνεται στο τρέξιμο για να εκτελέσει ένα υψηλό άλμα. Εάν έφτασε σε ταχύτητα 10 m / s, λαμβάνοντας υπόψη g = 10 m / s2, το ύψος που επιτεύχθηκε λόγω της μετατροπής της κινητικής ενέργειας σε βαρυτικό δυναμικό έχει ως εξής:
α) 1,12 μ.
β) 1,25 μ.
γ) 2,5 μ.
δ) 3,75 μ.
ε) 5 μ.
Σωστή εναλλακτική λύση: β) 1,25 μ.
Η κινητική ενέργεια ισούται με τη βαρυτική ενέργεια. Εάν μόνο το 25% της κινητικής ενέργειας χρησιμοποιήθηκε για ένα άλμα, τότε οι ποσότητες σχετίζονται ως εξής:
Αντικαθιστώντας τις τιμές της δήλωσης στον τύπο, έχουμε:
Ως εκ τούτου, το ύψος που επιτυγχάνεται λόγω της μετατροπής της κινητικής ενέργειας σε βαρυτικό δυναμικό είναι 1,25 m.
Δείτε επίσης: Δυναμική ενέργεια
ερώτηση 7
(UFRGS) Για έναν δεδομένο παρατηρητή, δύο αντικείμενα Α και Β, ίσης μάζας, κινούνται με σταθερές ταχύτητες 20 km / h και 30 km / h, αντίστοιχα. Για τον ίδιο παρατηρητή, ποιος είναι ο λόγος;Ο/ΚΑΙσι μεταξύ των κινητικών ενεργειών αυτών των αντικειμένων;
α) 1/3.
β) 4/9.
γ) 2/3.
δ) 3/2.
ε) 9/4.
Σωστή εναλλακτική λύση: β) 4/9.
1ο βήμα: υπολογισμός της κινητικής ενέργειας του αντικειμένου Α.
2ο βήμα: υπολογισμός της κινητικής ενέργειας του αντικειμένου Β.
3ο βήμα: υπολογίστε την αναλογία μεταξύ των κινητικών ενεργειών των αντικειμένων Α και Β.
Επομένως, ο λόγος ΕΟ/ΚΑΙσι μεταξύ των κινητικών ενεργειών των αντικειμένων Α και Β είναι 4/9.
Δείτε επίσης: Κινητική ενέργεια
ερώτηση 8
(PUC-RJ) Γνωρίζοντας ότι ένας κυβερνητικός δρομέας 80 κιλών, ξεκινώντας από την ανάπαυση, εκτελεί τη δοκιμή 200 m σε 20 s διατηρώντας συνεχή επιτάχυνση a = 1,0 m / s², μπορεί να ειπωθεί ότι η κινητική ενέργεια που επιτεύχθηκε από τον διάδρομο στο τέλος των 200 m, σε joules, είναι:
α) 12000
β) 13000
γ) 14000
δ) 15000
ε) 16000
Σωστή εναλλακτική λύση: ε) 16000.
1ο βήμα: προσδιορίστε την τελική ταχύτητα.
Καθώς ο δρομέας ξεκινά από την ανάπαυση, η αρχική του ταχύτητα (V0) έχει τιμή μηδέν.
2ο βήμα: υπολογίστε την κινητική ενέργεια του δρομέα.
Έτσι, μπορεί να ειπωθεί ότι η κινητική ενέργεια που φτάνει ο διάδρομος στο τέλος των 200 m είναι 16 000 J.
ερώτηση 9
(UNIFESP) Ένα παιδί βάρους 40 κιλών ταξιδεύει στο αυτοκίνητο των γονιών του, καθισμένος στο πίσω κάθισμα, στερεωμένο με τη ζώνη ασφαλείας. Σε μια δεδομένη στιγμή, το αυτοκίνητο φτάνει με ταχύτητα 72 km / h. Αυτήν τη στιγμή, η κινητική ενέργεια αυτού του παιδιού είναι:
α) 3000 J
β) 5000 J
γ) 6000 J
δ) 8000 J
ε) 9000 J
Σωστή εναλλακτική λύση: δ) 8000 J.
1ο βήμα: μετατρέψτε την ταχύτητα από km / h σε m / s.
2ο βήμα: υπολογίστε την κινητική ενέργεια του παιδιού.
Επομένως, η κινητική ενέργεια του παιδιού είναι 8000 J.
ερώτηση 10
(PUC-RS) Σε ένα θησαυροφυλάκιο, ένας αθλητής φτάνει σε ταχύτητα 11 m / s λίγο πριν φύτεψει το πόλο στο έδαφος για να ανέβει. Λαμβάνοντας υπόψη ότι ο αθλητής μπορεί να μετατρέψει το 80% της κινητικής του ενέργειας σε δυναμική βαρυτική ενέργεια και ότι η επιτάχυνση της βαρύτητας στην τοποθεσία είναι 10 m / s², το μέγιστο ύψος στο οποίο μπορεί να φτάσει το κέντρο μάζας του είναι, σε μέτρα, σχετικά με,
α) 6.2
β) 6.0
γ) 5.6
δ) 5.2
ε) 4.8
Σωστή εναλλακτική λύση: ε) 4.8.
Η κινητική ενέργεια ισούται με τη βαρυτική ενέργεια. Εάν το 80% της κινητικής ενέργειας χρησιμοποιήθηκε για ένα άλμα, τότε οι ποσότητες σχετίζονται ως εξής:
Αντικαθιστώντας τις τιμές της δήλωσης στον τύπο, έχουμε:
Επομένως, το μέγιστο ύψος στο οποίο μπορεί να φτάσει το κέντρο μάζας του είναι περίπου 4,8 m.
Δείτε επίσης: Βαρυτική Δυναμική Ενέργεια