Pelajari tentang energi kinetik dan potensial dengan daftar latihan yang diselesaikan ini yang telah disiapkan Toda Matter untuk Anda. Hapus keraguan Anda dengan resolusi langkah demi langkah dan persiapkan diri Anda dengan ENEM dan pertanyaan ujian masuk.
pertanyaan 1
Di sebuah pasar, dua pekerja sedang memuat truk yang akan mengantarkan sayuran. Operasi berlangsung sebagai berikut: pekerja 1 mengeluarkan sayuran dari kios dan menyimpannya di dalam kotak kayu. Setelah itu, dia melempar kotak itu, membuatnya meluncur ke tanah, ke arah pekerja 2 yang ada di samping truk, yang bertugas menyimpannya di badan.
Pekerja 1 melempar kotak dengan kecepatan awal 2 m/s dan gaya gesekan melakukan kerja modulus sebesar -12 J. Kotak kayu plus set sayuran memiliki massa 8 kg.
Di bawah kondisi ini, benar untuk menyatakan bahwa kecepatan kotak mencapai pekerja 2 adalah
a) 0,5 m/s.
b) 1 m/s.
c) 1,5 m/s.
d) 2 m/s.
e) 2,5 m/s.
Jawaban yang benar: b) 1 m/s
Kerja gaya-gaya yang bekerja pada suatu benda sama dengan perubahan energi benda tersebut. Dalam hal ini, energi kinetik.
Perubahan energi kinetik adalah energi kinetik akhir dikurangi energi kinetik awal.
Dari pernyataan tersebut, kita mendapatkan bahwa usaha adalah - 16 J.
Kecepatan kotak mencapai pekerja 2 adalah kecepatan akhir.
Pemecahan untuk Vf
Oleh karena itu, kecepatan kotak mencapai pekerja 2 adalah 1 m/s.
pertanyaan 2
Di gudang biji-bijian yang dikantongi, sebuah rak besar dengan empat rak setinggi 1,5 m menyimpan barang-barang yang akan dikirim. Masih di tanah, enam karung gandum masing-masing seberat 20 kg diletakkan di atas palet kayu, yang dikumpulkan dengan forklift. Setiap palet memiliki massa 5 kg.
Mempertimbangkan percepatan gravitasi sama dengan 10 m/s², tas set ditambah palet sebagai badan dan mengabaikan dimensinya, energi potensial gravitasi yang diperoleh oleh set palet ditambah kantong biji-bijian, saat mereka meninggalkan tanah dan disimpan di lantai empat rak, berdiri untuk
a) 5400 J
b) 4300 J
c) 5 625 J.
d) 7200 J
e) 7.500 J.
Jawaban yang benar: c) 5 625 J
Energi potensial gravitasi suatu benda adalah produk dari massa benda itu, besarnya percepatan gravitasi dan ketinggiannya dalam kaitannya dengan tanah.
Perhitungan massa
Karena setiap kantong gandum memiliki massa 20 kg dan paletnya 5 kg, himpunan tersebut memiliki:
20,6 + 5 = 120 + 5 = 125 kg
tinggi
Rak buku memiliki 4 lantai 1,5 m dan set akan disimpan di lantai keempat. Tingginya akan 4,5 m dari tanah, seperti yang ditunjukkan pada gambar. Perhatikan bahwa set tidak di lantai empat tetapi di lantai empat.
Dengan demikian:
Energi yang diperoleh himpunan tersebut adalah 5.625 J.
pertanyaan 3
Sebuah pegas yang memiliki panjang 8 cm dalam keadaan diam menerima beban tekan. Sebuah benda bermassa 80 gram diletakkan di atas pegas dan panjangnya dikurangi menjadi 5 cm. Mempertimbangkan percepatan gravitasi sebagai 10 m/s² tentukan:
a) Gaya yang bekerja pada pegas.
b) Konstanta elastis pegas.
c. Energi potensial yang disimpan pegas.
a) Gaya yang bekerja pada pegas sesuai dengan gaya berat yang diberikan oleh massa 80 g.
Berat gaya diperoleh dengan produk massa dan percepatan gravitasi. Massa harus ditulis dalam kilogram.
80 gram = 0,080 kg.
Gaya yang bekerja pada pegas adalah 0,80 N.
b) Dalam arah vertikal, hanya gaya berat dan gaya elastis yang bekerja dalam arah yang berlawanan. Setelah statis, gaya elastis membatalkan dengan gaya berat, memiliki modulus yang sama.
Deformasi x adalah 8 cm - 5 cm = 3 cm.
Hubungan yang memberikan kekuatan tarik adalah
dimana k adalah konstanta elastis pegas.
c) Energi potensial yang tersimpan dalam pegas diberikan oleh persamaan kerja gaya elastis.
Mengganti nilai dalam rumus dan menghitung, kami memiliki:
dalam notasi ilmiah
pertanyaan 4
Sebuah benda bermassa 3 kg jatuh bebas dari ketinggian 60 m. Tentukan energi mekanik, kinetik dan potensial pada waktu t = 0 dan t = 1s. Pertimbangkan g = 10 m/s².
Energi mekanik adalah jumlah energi kinetik dan energi potensial pada setiap saat.
Mari kita hitung energi untuk t = 0s.
Energi kinetik pada t = 0s.
Pada t=0s kecepatan tubuh juga nol, karena tubuh ditinggalkan, meninggalkan istirahat, sehingga energi kinetiknya sama dengan 0 Joule.
Energi potensial pada t = 0s.
Energi mekanik pada t = 0s.
Mari kita hitung energi untuk t = 1s.
Energi kinetik pada t = 1s.
Pertama, perlu diketahui kecepatannya pada t=1s.
Untuk ini, kita akan menggunakan fungsi kecepatan per jam untuk MUV (gerakan bervariasi seragam).
Di mana,adalah kecepatan awal,
NS adalah percepatan, yang dalam hal ini adalah percepatan gravitasi, g,
T adalah waktu dalam detik.
Kecepatan gerakan awal adalah 0, seperti yang telah kita lihat. Persamaannya terlihat seperti ini:
Menggunakan g = 10 dan t = 1,
Yang berarti bahwa dalam 1 detik kecepatan jatuh adalah 10 m/s dan sekarang kita dapat menghitung energi kinetiknya.
Energi potensial untuk t=1s.
Untuk mengetahui energi potensial pada t=1s, pertama-tama kita perlu mengetahui seberapa tinggi energi tersebut saat ini. Dengan kata lain, seberapa jauh telah bergeser. Untuk itu, kita akan menggunakan fungsi per jam dari posisi untuk t=1s.
Di mana, adalah posisi awal gerakan, yang akan kita anggap sebagai 0.
Oleh karena itu, pada t=1s benda akan menempuh jarak 5 m dan tingginya terhadap tanah adalah:
60 m - 5 m = 55 m
Sekarang kita dapat menghitung energi potensial untuk t=1s.
Menghitung energi mekanik untuk t=1s.
Perhatikan bahwa energi mekaniknya sama, saya coba untuk t = 0s seperti untuk t = 1s. Ketika energi potensial menurun, kinetika meningkat, mengkompensasi kehilangan, karena ini adalah sistem konservatif.
pertanyaan 5
Seorang anak sedang bermain ayunan di taman bersama ayahnya. Pada titik tertentu, ayah menarik ayunan, mengangkatnya ke ketinggian 1,5 m dalam kaitannya dengan tempat ia diam. Ayunan set plus anak memiliki massa sama dengan 35 kg. Tentukan kecepatan horizontal ayunan saat melewati bagian terendah dari lintasan.
Pertimbangkan sistem konservatif di mana tidak ada kehilangan energi dan percepatan gravitasi sama dengan 10 m/s².
Semua energi potensial akan berubah menjadi energi kinetik. Pada saat pertama energi potensial adalah
Pada detik kedua energi kinetik akan sama dengan 525 J karena semua energi potensial menjadi kinetik.
Oleh karena itu, kecepatan horizontal tubuh adalah , atau sekitar 5,47 m/s.
pertanyaan 6
(Enem 2019) Pada pameran sains, seorang siswa akan menggunakan piringan Maxwell (yo-yo) untuk mendemonstrasikan prinsip kekekalan energi. Presentasi akan terdiri dari dua langkah:
Langkah 1 - penjelasan bahwa, saat piringan turun, sebagian energi potensial gravitasinya diubah menjadi energi kinetik translasi dan energi kinetik rotasi;
Langkah 2 - perhitungan energi kinetik rotasi disk pada titik terendah lintasannya, dengan asumsi sistem konservatif.
Saat menyiapkan langkah kedua, ia menganggap percepatan gravitasi sama dengan 10 m/s² dan kecepatan linier pusat massa piringan dapat diabaikan dibandingkan dengan kecepatan sudut. Kemudian mengukur ketinggian bagian atas cakram dalam kaitannya dengan tanah pada titik terendah lintasannya, mengambil 1/3 dari ketinggian betis mainan.
Spesifikasi ukuran mainan, yaitu panjang (L), lebar (L) dan tinggi (H), serta seperti dari massa piringan logamnya, ditemukan oleh siswa dalam kliping manual bergambar untuk mengikuti.
Isi: dasar logam, batang logam, batang atas, cakram logam.
Ukuran (P × P × T): 300mm × 100mm × 410mm
Massa cakram logam: 30 g
Hasil perhitungan langkah 2, dalam joule, adalah:
Jawaban yang benar: b)
Kami ingin menentukan energi kinetik rotasi pada waktu 2, ketika piringan berada pada posisi terendah.
Karena energi translasi telah diabaikan, dan tidak ada kehilangan energi, semua energi potensial gravitasi diubah menjadi energi kinetik rotasi.
Energi kinetik rotasi pada titik lintasan terendah = Energi potensial gravitasi pada titik lintasan tertinggi.
Tinggi total set adalah 410 mm atau 0,41 m. Ketinggian lintasan adalah itu sama dengan:
Massanya adalah 30 g, dalam kilogram, 0,03 kg.
Menghitung energi potensial.
Dalam notasi ilmiah, kita memiliki
pertanyaan 7
(CBM-SC 2018) Energi kinetik adalah energi akibat gerak. Segala sesuatu yang bergerak memiliki energi kinetik. Oleh karena itu, benda yang bergerak memiliki energi dan karena itu dapat menyebabkan deformasi. Energi kinetik suatu benda bergantung pada massa dan kecepatannya. Oleh karena itu, kita dapat mengatakan bahwa energi kinetik adalah fungsi dari massa dan kecepatan suatu benda, di mana energi kinetik sama dengan setengah massa kali kuadrat kecepatannya. Jika kita melakukan beberapa perhitungan, kita akan menemukan bahwa kecepatan menentukan peningkatan energi kinetik yang jauh lebih besar daripada massa, sehingga kita dapat menyimpulkan bahwa akan ada cedera yang jauh lebih besar pada penumpang kendaraan yang terlibat dalam kecelakaan kecepatan tinggi daripada mereka yang mengalami kecelakaan kecepatan rendah kecepatan.
Diketahui bahwa dua mobil, keduanya berbobot 1500 kg, bertabrakan di penghalang yang sama. Mobil A memiliki kecepatan 20 m/s dan kendaraan B memiliki kecepatan 35 m/s. Kendaraan mana yang lebih rentan terhadap tabrakan yang lebih keras dan mengapa?
a) Kendaraan A, karena memiliki kecepatan lebih tinggi dari kendaraan B.
b) Kendaraan B, karena memiliki kecepatan konstan lebih tinggi dari kendaraan A.
c) Kendaraan A, karena memiliki massa yang sama dengan kendaraan B, namun memiliki kecepatan konstan lebih tinggi dari kendaraan B.
d) Kedua kendaraan akan terkena dampak dengan intensitas yang sama.
Jawaban yang benar: b) Kendaraan B, karena memiliki kecepatan konstan lebih tinggi dari kendaraan A.
Seperti yang dikatakan pernyataan, energi kinetik meningkat dengan kuadrat kecepatan, sehingga kecepatan yang lebih tinggi menghasilkan energi kinetik yang lebih besar.
Sebagai perbandingan, meskipun tidak perlu menjawab soal, mari kita hitung energi dua mobil dan bandingkan.
mobil A
mobil B
Jadi, kita melihat bahwa peningkatan kecepatan mobil B menghasilkan energi kinetik lebih dari tiga kali lebih besar daripada mobil A.
pertanyaan 8
(Enem 2005) Amati situasi yang digambarkan dalam strip di bawah ini.
Segera setelah anak itu menembakkan panah, terjadi transformasi dari satu jenis energi ke jenis energi lainnya. Transformasi, dalam hal ini, adalah energi
a) potensial elastis dalam energi gravitasi.
b) gravitasi menjadi energi potensial.
c) potensial elastis dalam energi kinetik.
d) kinetika dalam energi potensial elastis.
e) gravitasi menjadi energi kinetik
Jawaban yang benar: c) potensial elastis dalam energi kinetik.
1 - Pemanah menyimpan energi dalam bentuk potensial elastis, dengan mengubah bentuk busur yang akan bertindak sebagai pegas.
2 - Saat melepaskan panah, energi potensial diubah menjadi energi kinetik, saat bergerak.
pertanyaan 9
(Enem 2012) Sebuah mobil, dalam gerakan seragam, berjalan di sepanjang jalan datar, ketika mulai turun lereng, di mana pengemudi membuat mobil selalu mengikuti kecepatan pendakian konstan.
Selama penurunan, apa yang terjadi pada energi potensial, kinetik, dan mekanik mobil?
a) Energi mekanik tetap konstan, karena kecepatan skalar tidak berubah dan, oleh karena itu, energi kinetiknya konstan.
b) Energi kinetik meningkat, karena energi potensial gravitasi berkurang dan ketika yang satu berkurang, yang lain meningkat.
c) Energi potensial gravitasi tetap konstan, karena hanya ada gaya konservatif yang bekerja pada mobil.
d) Energi mekanik berkurang, karena energi kinetik tetap, tetapi energi potensial gravitasi berkurang.
e) Energi kinetik tetap konstan karena tidak ada usaha yang dilakukan pada mobil.
Jawaban yang benar: d) Energi mekanik berkurang karena energi kinetik tetap tetapi energi potensial gravitasi berkurang.
Energi kinetik bergantung pada massa dan kecepatan, karena tidak berubah, energi kinetik tetap konstan.
Energi potensial berkurang karena tergantung pada ketinggian.
Energi mekanik berkurang karena ini adalah jumlah energi potensial ditambah energi kinetik.
pertanyaan 10
(FUVEST 2016) Helena, yang massanya 50 kg, berlatih olahraga ekstrim lompat bungee. Dalam latihan, ia lepas dari tepi jembatan, dengan kecepatan awal nol, melekat pada pita elastis dengan panjang alami dan konstanta elastis k = 250 N/m. Ketika petak direntangkan 10 m di luar panjang alaminya, modulus kecepatan Helena adalah
Catat dan adopsi: percepatan gravitasi: 10 m/s². Band ini sangat elastis; massa dan efek disipatifnya harus diabaikan.
a) 0 m/s
b) 5 m/s
c) 10 m/s
d) 15 m/s
e) 20 m/s
Jawaban yang benar: a) 0 m/s.
Dengan kekekalan energi, energi mekanik pada awal lompatan sama dengan pada akhir lompatan.
di awal gerakan
Energi kinetik adalah 0 karena kecepatan awal adalah 0.
Energi potensial elastis adalah 0 karena pita elastis tidak ditarik.
di akhir gerakan
Energi potensial gravitasi adalah 0, relatif terhadap panjang yang dihitung di awal.
Keseimbangan energi sekarang terlihat seperti ini:
Karena kita menginginkan kecepatan, mari kita pisahkan energi kinetik dari satu sisi persamaan.
melakukan perhitungan
energi potensial gravitasi
h = 15 m panjang alami jalur + 10 m peregangan = 25 m.
energi potensial elastis
Mengganti nilai-nilai dalam keseimbangan energi, kami memiliki:
Karena energi kinetik hanya bergantung pada massa, yang tidak berubah, dan pada kecepatan, kita memiliki kecepatan sama dengan 0.
Mengidentifikasi dengan perhitungan.
Menyamakan energi kinetik dengan 0, kita memiliki:
Oleh karena itu, ketika strip diregangkan 10 m di luar panjang alaminya, modulus kecepatan Helena adalah 0 m/s.
pertanyaan 11
(USP 2018) Dua benda dengan massa yang sama dilepaskan, pada saat yang sama, dari keadaan diam, dari ketinggian h1 dan berjalan di sepanjang jalur yang berbeda (A) dan (B), ditunjukkan pada gambar, di mana x1 > x2 dan h1 > h2 .
Perhatikan pernyataan berikut:
SAYA. Energi kinetik akhir benda di (A) dan (B) berbeda.
II. Energi mekanik tubuh, tepat sebelum mereka mulai mendaki tanjakan, adalah sama.
AKU AKU AKU. Waktu untuk menyelesaikan kursus tidak tergantung pada lintasan.
IV. Tubuh di (B) mencapai ujung lintasan terlebih dahulu.
V Usaha yang dilakukan oleh gaya berat adalah sama pada kedua kasus.
Yang benar hanya apa yang dinyatakan dalam
Catatan dan Adopsi: Abaikan kekuatan disipatif.
a) I dan III.
b) II dan V.
c) IV dan V.
d) II dan III.
e.I dan V
Jawaban yang benar: b) II dan V.
I - SALAH: Karena energi awal sama dan gaya disipatif tidak dipertimbangkan dan benda A dan B turun h1 dan naik h2, hanya energi potensial yang berubah, sama, untuk keduanya.
II - CERTA: Karena gaya disipatif diabaikan, seperti gesekan saat menempuh jalur sampai awal pendakian, energi mekaniknya sama.
III - SALAH: Saat x1 > x2, benda A menempuh lintasan "lembah", bagian bawah, dengan kecepatan lebih besar untuk waktu yang lebih lama. Saat B mulai mendaki lebih dulu, ia sudah kehilangan energi kinetik, menurunkan kecepatannya. Tetap saja, setelah pendakian, keduanya memiliki kecepatan yang sama, tetapi tubuh B perlu menempuh jarak yang lebih jauh, membutuhkan waktu lebih lama untuk menyelesaikan lintasan.
IV - SALAH: Seperti yang kita lihat di III, tubuh B tiba setelah A, karena membutuhkan waktu lebih lama untuk menyelesaikan rute.
V - KANAN: Karena gaya berat hanya bergantung pada massa, percepatan gravitasi, dan perbedaan ketinggian selama perjalanan, dan keduanya sama untuk keduanya, usaha yang dilakukan oleh gaya berat adalah sama untuk keduanya.
kamu terus berlatih dengan latihan energi kinetik.
Anda mungkin tertarik
- Energi potensial
- Energi Potensial Gravitasi
- Energi Potensial Elastis
