Kinetische energie oefeningen

Test je kennis met vragen over kinetische energie en los je twijfels op met de becommentarieerde resolutie.

vraag 1

Bereken de kinetische energie van een bal met een massa van 0,6 kg als deze wordt geworpen en een snelheid van 5 m/s bereikt.

Zie antwoord

Juiste antwoord: 7,5 J.

Kinetische energie wordt geassocieerd met de beweging van een lichaam en kan worden berekend met behulp van de volgende formule:

Door de vraaggegevens in de bovenstaande formule te vervangen, vinden we de kinetische energie.

Daarom is de kinetische energie die het lichaam tijdens beweging verkrijgt 7,5 J.

vraag 2

Een pop met een massa van 0,5 kg viel uit een raam op de 3e verdieping, op een hoogte van 10 m van de grond. Wat is de kinetische energie van de pop wanneer hij de grond raakt en hoe snel viel hij? Beschouw de versnelling van de zwaartekracht als 10 m/s².

Zie antwoord

Correct antwoord: kinetische energie van 50 J en snelheid van 14,14 m/s.

Bij het spelen van de pop werd er gewerkt om deze te bewegen en door beweging werd er energie op overgedragen.

De kinetische energie die de pop tijdens de lancering krijgt, kan worden berekend met de volgende formule:

Ter vervanging van de uitingswaarden, is de kinetische energie die het gevolg is van de beweging:

Met behulp van de andere formule voor kinetische energie berekenen we hoe snel de pop viel.

De kinetische energie van de pop is dus 50 J en de snelheid die hij bereikt is 14,14 m/s.

vraag 3

Bepaal de arbeid die wordt verricht door een lichaam met een massa van 30 kg zodat zijn kinetische energie toeneemt naarmate zijn snelheid toeneemt van 5 m/s tot 25 m/s?

Zie antwoord

Juiste antwoord: 9000 J.

Werk kan worden berekend door de kinetische energie te variëren.

Als we de waarden van de verklaring in de formule vervangen, hebben we:

Daarom zal het werk dat nodig is om de snelheid van het lichaam te veranderen gelijk zijn aan 9000 J.

Zie ook: Werk

vraag 4

Een motorrijder rijdt met zijn motor op een weg met radar met een snelheid van 72 km/u. Nadat hij door de radar is gepasseerd, versnelt hij en bereikt zijn snelheid 108 km/u. Wetende dat de massa van de combinatie van motor en berijder 400 kg is, bepaal je de variatie in kinetische energie die de berijder ondervindt.

Zie antwoord

Juiste antwoord: 100 kJ.

We moeten eerst de omrekening van de gegeven snelheden van km/h naar m/s uitvoeren.

De verandering in kinetische energie wordt berekend met behulp van de onderstaande formule.

Als we de probleemwaarden in de formule vervangen, hebben we:

De variatie in kinetische energie in het pad was dus 100 kJ.

vraag 5

(UFSM) Een massabus m rijdt langs een bergweg en daalt een hoogte h af. De chauffeur houdt de rem ingedrukt zodat de snelheid modulerend gedurende de hele rit constant wordt gehouden. Overweeg de volgende uitspraken, controleer of ze waar (T) of onwaar (F) zijn.

( ) De variatie in kinetische energie van de bus is nul.
( ) De mechanische energie van het bus-aarde-systeem blijft behouden, aangezien de snelheid van de bus constant is.
( ) De totale energie van het bus-aarde-systeem blijft behouden, hoewel een deel van de mechanische energie wordt omgezet in interne energie. De juiste volgorde is

a) V-F-F.
b) V-F-V.
c) F-F-V.
d) F-V-V.
e) F - V - F

Zie antwoord

Correct alternatief: b) V – F – V.

(TRUE) De kinetische energievariatie van de bus is nul, omdat de snelheid constant is en de kinetische energievariatie afhankelijk is van veranderingen in deze grootte.

(FALSE) De mechanische energie van het systeem neemt af, omdat als de bestuurder remt, de potentiële energie zwaartekracht neemt af bij omzetting in thermische energie door wrijving, terwijl kinetische energie blijft constante.

(TRUE) Als we het systeem als geheel beschouwen, wordt er energie bespaard, maar door de wrijving van de remmen wordt een deel van de mechanische energie omgezet in thermische energie.

Zie ook: Thermische energie

vraag 6

(UCB) Een bepaalde atleet gebruikt 25% van de kinetische energie die bij het hardlopen wordt verkregen om een ​​hoogspringen zonder pole te maken. Als het een snelheid van 10 m/s heeft bereikt, rekening houdend met g = 10 m/s², de hoogte die wordt bereikt door de omzetting van kinetische energie in zwaartekrachtpotentieel is als volgt:

a) 1,12 meter.
b) 1,25 meter.
c) 2,5 meter.
d) 3,75 meter.
e) 5 meter.

Zie antwoord

Correct alternatief: b) 1,25 m.

Kinetische energie is gelijk aan zwaartekracht potentiële energie. Als slechts 25% van de kinetische energie werd gebruikt voor een sprong, dan zijn de hoeveelheden als volgt gerelateerd:

Als we de waarden van de verklaring in de formule vervangen, hebben we:

Daarom is de hoogte die wordt bereikt door de omzetting van kinetische energie in zwaartekrachtpotentiaal 1,25 m.

Zie ook: Potentiële energie

vraag 7

(UFRGS) Voor een gegeven waarnemer bewegen twee objecten A en B, van gelijke massa, met constante snelheden van respectievelijk 20 km/h en 30 km/h. Wat is de reden voor dezelfde waarnemer?_DE/EN_B tussen de kinetische energieën van deze objecten?

a) 1/3.
b) 4/9.
c) 2/3.
d) 3/2.
e) 9/4.

Zie antwoord

Correct alternatief: b) 4/9.

1e stap: bereken de kinetische energie van object A.

2e stap: bereken de kinetische energie van object B.

3e stap: bereken de verhouding tussen de kinetische energieën van objecten A en B.

Daarom reden E_DE/EN_B tussen de kinetische energieën van objecten A en B is 4/9.

Zie ook: Kinetische energie

vraag 8

(PUC-RJ) Wetende dat een cybernetische hardloper van 80 kg, beginnend vanuit rust, de 200 m-test uitvoert in 20 s met behoud van een constante versnelling van a = 1,0 m/s², kan worden gezegd dat de kinetische energie bereikt door de gang aan het einde van 200 m, in joule, is:

a) 12000
b) 13000
c) 14000
d) 15000
e) 16000

Zie antwoord

Correct alternatief: e) 16000.

1e stap: bepaal de eindsnelheid.

Als de loper vanuit rust vertrekt, wordt de beginsnelheid (V₀) heeft een waarde van nul.

2e stap: bereken de kinetische energie van de loper.

Er kan dus worden gezegd dat de kinetische energie die wordt bereikt door de gang aan het einde van de 200 m 16 000 J is.

vraag 9

(UNIFESP) Een kind van 40 kg reist in de auto van zijn ouders, zittend op de achterbank, vastgemaakt met de veiligheidsgordel. Op een gegeven moment haalt de auto een snelheid van 72 km/u. Op dit moment is de kinetische energie van dit kind:

a) 3000 J
b) 5000 J
c) 6000 J
d) 8000 J
e) 9000 J

Zie antwoord

Correct alternatief: d) 8000 J.

1e stap: snelheid omzetten van km/h naar m/s.

2e stap: bereken de kinetische energie van het kind.

Daarom is de kinetische energie van het kind 8000 J.

vraag 10

(PUC-RS) In een polsstokhoogspringen bereikt een atleet een snelheid van 11 m/s net voordat hij de paal in de grond plant om te klimmen. Aangezien de atleet 80% van zijn kinetische energie kan omzetten in potentiële zwaartekrachtenergie en dat de zwaartekrachtversnelling op de locatie is 10 m/s², de maximale hoogte die het zwaartepunt kan bereiken is, in meters, over,

a) 6.2
b) 6.0
c) 5.6
d) 5.2
e) 4.8

Zie antwoord

Correct alternatief: e) 4.8.

Kinetische energie is gelijk aan zwaartekracht potentiële energie. Als 80% van de kinetische energie werd gebruikt voor een sprong, dan zijn de hoeveelheden als volgt gerelateerd:

Als we de waarden van de verklaring in de formule vervangen, hebben we:

Daarom is de maximale hoogte die het zwaartepunt kan bereiken ongeveer 4,8 m.

Zie ook: Gravitatie potentiële energie