แบบฝึกหัดเกี่ยวกับศักยภาพและพลังงานจลน์

ศึกษาเกี่ยวกับจลนศาสตร์และพลังงานศักย์กับรายการแบบฝึกหัดที่ Toda Matter เตรียมไว้สำหรับคุณ คลายข้อสงสัยของคุณด้วยความละเอียดทีละขั้นตอนและเตรียมตัวด้วย ENEM และคำถามสอบเข้า

คำถามที่ 1

ในตลาดแห่งหนึ่ง คนงานสองคนกำลังโหลดรถบรรทุกเพื่อส่งผัก ดำเนินการดังนี้ พนักงาน 1 นำผักออกจากแผงขายและเก็บไว้ในกล่องไม้ หลังจากนั้น เขาก็โยนกล่องทิ้งให้หล่นลงกับพื้น ไปทางคนงาน 2 ที่อยู่ข้างๆ รถบรรทุก มีหน้าที่เก็บมันไว้ในร่างกาย

ผู้ปฏิบัติงาน 1 ขว้างกล่องด้วยความเร็วเริ่มต้น 2 m/s และแรงเสียดทานทำงานโมดูลัสเท่ากับ -12 J ชุดกล่องไม้รวมผักมีมวล8กก.
ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ เป็นการถูกต้องที่จะระบุว่าความเร็วที่กล่องไปถึงผู้ปฏิบัติงาน 2 คือ

ก) 0.5 เมตร/วินาที
ข) 1 เมตร/วินาที
ค) 1.5 เมตร/วินาที
ง) 2 เมตร/วินาที
จ) 2.5 เมตร/วินาที

คำตอบที่ถูกต้อง: b) 1 m/s

การทำงานของแรงที่กระทำต่อร่างกายเท่ากับการเปลี่ยนแปลงของพลังงานของร่างกายนั้น ในกรณีนี้พลังงานจลน์

tau เท่ากับการเพิ่มขึ้น E พร้อมตัวห้อย c

การเปลี่ยนแปลงของพลังงานจลน์คือพลังงานจลน์สุดท้ายลบด้วยพลังงานจลน์เริ่มต้น

tau เท่ากับการเพิ่มขึ้น E กับ C โดยที่ f ตัวห้อยสิ้นสุดของตัวห้อย ลบด้วยการเพิ่ม E กับ C โดยมี i ตัวห้อย สิ้นสุดของตัวห้อย tau เท่ากับตัวเศษ m v ด้วยตัวห้อย f กำลังสองส่วน 2 ท้ายเศษส่วนลบตัวเศษ m v กับ i กำลังสองตัวห้อยเหนือตัวส่วน 2 ท้ายเศษ

จากคำกล่าว เรามีงานคือ - 16 J.

ความเร็วที่กล่องไปถึงผู้ปฏิบัติงาน 2 คือความเร็วสุดท้าย

ลบ 12 เท่ากับตัวเศษ 8 v โดย f ตัวห้อยบนตัวส่วน 2 ส่วนท้ายของเศษส่วนลบตัวเศษ 8.2 กำลังสองส่วนส่วน 2 ส่วนท้ายของเศษส่วน

การแก้ปัญหาสำหรับVf

ลบ 12 เท่ากับ 8 ส่วน 2 วงเล็บเปิด v กับ f กำลังสองตัวห้อย ลบ 4 วงเล็บปิด ลบ 12 เท่ากับ 4 วงเล็บเปิด v กับ f กำลังสองตัวห้อย ลบ 4 ปิด วงเล็บ ตัวเศษ ลบ 12 ส่วนส่วน 4 ส่วนท้ายของเศษส่วน เท่ากับ วงเล็บเปิด v โดย f ตัวห้อย กำลังสอง ลบ 4 วงเล็บปิด ลบ 3 เท่ากับ v โดยที่ f ตัวห้อยเป็น สแควร์ ลบ 4 ลบ 3 บวก 4 เท่ากับ v โดย f ตัวห้อย กำลังสอง 1 เท่ากับ v โดย f ตัวห้อย กำลังสอง สแควร์รูทของ 1 เท่ากับ v โดย f ตัวห้อย 1 ช่องว่าง m หารด้วย s เท่ากัน a v กับ f ตัวห้อย

ดังนั้นความเร็วที่กล่องไปถึงผู้ปฏิบัติงาน 2 คือ 1 m/s

คำถาม2

ในโกดังเก็บเมล็ดพืชที่บรรจุถุง ชั้นวางขนาดใหญ่ที่มีชั้นวางสี่ชั้นสูง 1.5 ม. จะจัดเก็บสินค้าที่จะจัดส่ง ข้าวหกกระสอบน้ำหนัก 20 กก. แต่ละกระสอบวางอยู่บนพาเลทไม้ซึ่งเก็บโดยรถยก แต่ละพาเลทมีมวล 5 กก.

เมื่อพิจารณาความเร่งของแรงโน้มถ่วงเท่ากับ 10 ม./วินาที² ชุดกระเป๋าบวกพาเลทเป็นลำตัว โดยไม่คำนึงถึงขนาด พลังงาน ศักย์โน้มถ่วงที่ได้มาโดยชุดพาเลทและถุงเมล็ดพืช เมื่อพวกมันออกจากพื้นและเก็บไว้ที่ชั้นสี่ของชั้นวาง หมายถึง

ก) 5400 เจ.
ข) 4300 จ.
ค) 5 625 จ.
ง) 7200 จ.
จ) 7,500 จ.

คำตอบที่ถูกต้อง: c) 5 625 J

พลังงานศักย์โน้มถ่วงของร่างกายเป็นผลคูณของมวลของวัตถุนั้น ขนาดของความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วงและความสูงสัมพันธ์กับพื้นโลก

และด้วยตัวห้อย p เท่ากับ m NS. ชม

การคำนวณมวล

เนื่องจากถุงเมล็ดข้าวแต่ละถุงมีมวล 20 กก. และพาเลท 5 กก. ชุดจึงมี:

20.6 + 5 = 120 + 5 = 125 กก.

ความสูง

ตู้หนังสือมี 4 ชั้น 1.5 ม. และชุดจะเก็บไว้ที่สี่ สูงจากพื้น 4.5 เมตร ดังรูป สังเกตว่าชุดนี้ไม่ได้อยู่บนชั้นสี่แต่อยู่บนชั้นสี่

ดังนั้น:

และด้วยตัวห้อย p เท่ากับ m NS. h E กับ p ตัวห้อย เท่ากับ 125.10.4 จุด 5 E กับ p ตัวห้อย เท่ากับ 5 ช่องว่าง 625 ช่องว่าง J

พลังงานที่ได้จากชุดจะเป็น 5 625 J.

คำถาม 3

สปริงที่มีความยาว 8 ซม. เมื่ออยู่นิ่งจะได้รับแรงอัด ตัวน้ำหนัก 80 กรัมวางทับสปริงและความยาวลดลงเหลือ 5 ซม. เมื่อพิจารณาความเร่งของแรงโน้มถ่วงที่ 10 ม./วินาที² กำหนด:

ก) แรงที่กระทำต่อสปริง
b) ค่าคงตัวยืดหยุ่นของสปริง
c) พลังงานศักย์ที่เก็บไว้โดยสปริง

ก) แรงที่กระทำต่อสปริงสอดคล้องกับแรงน้ำหนักที่กระทำโดยมวล 80 กรัม

แรงน้ำหนักได้มาจากผลคูณของมวลและความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วง จำเป็นต้องเขียนมวลเป็นกิโลกรัม

80 ก. = 0.080 กก.

P เท่ากับ m g P เท่ากับ 0 ลูกน้ำ 080.10 P เท่ากับ 0 ลูกน้ำ 80 ช่องว่าง N

แรงที่กระทำต่อสปริงคือ 0.80 นิวตัน

b) ในแนวตั้ง เฉพาะแรงน้ำหนักและแรงยืดหยุ่นเท่านั้นที่กระทำในทิศทางตรงกันข้าม เมื่ออยู่นิ่ง แรงยืดหยุ่นจะหักล้างด้วยแรงของน้ำหนัก โดยมีโมดูลัสเท่ากัน

ความผิดปกติ x คือ 8 ซม. - 5 ซม. = 3 ซม.

ความสัมพันธ์ที่ให้กำลังรับแรงดึงคือ

F โดย e l ตัวห้อยสิ้นสุดตัวห้อยเท่ากับ k NS โดยที่ k คือค่าคงตัวยืดหยุ่นของสปริง

k เท่ากับ F โดย e l ตัวห้อย สิ้นสุดตัวห้อยมากกว่า x k เท่ากับตัวเศษ 0 ลูกน้ำ 80 ส่วนหาร 3 ด้านท้ายของเศษส่วน k ประมาณเท่ากับ 0 ลูกน้ำ 26 ช่องว่าง N หารด้วย c m

c) พลังงานศักย์ที่เก็บไว้ในสปริงนั้นได้จากสมการของแรงยืดหยุ่น

tau กับ F กับ e l ตัวห้อย สิ้นสุดตัวห้อย สิ้นสุดตัวห้อย เท่ากับตัวเศษ k x กำลังสองส่วน 2 ส่วนท้ายของเศษส่วน

การแทนที่ค่าในสูตรและการคำนวณ เรามี:

tau กับ F กับ e l ตัวห้อย ตัวห้อย ตัวห้อย ตัวห้อย ตัวห้อย ตัวห้อย ตัวห้อย เท่ากับ ตัวเศษ 0 ลูกน้ำ 26 วงเล็บซ้าย 0 ลูกน้ำ 03 วงเล็บขวายกกำลังสองส่วน 2 สิ้นสุดเศษ tau ที่มี F ด้วย และ l ตัวห้อย สิ้นสุดของตัวห้อย ตัวห้อย สิ้นสุด ตัวห้อย เท่ากับตัวเศษ 0 ลูกน้ำ 26.0 ลูกน้ำ 0009 เหนือตัวส่วน 2 ท้ายเศษเอกภาพด้วย F ด้วย และ l ตัวห้อย สิ้นสุดตัวห้อย ตัวห้อย สิ้นสุดตัวห้อย เท่ากับตัวเศษ 0 ลูกน้ำ 000234 เหนือตัวส่วน 2 จุดสิ้นสุดของเศษเอกภาพด้วย F ด้วย และตัวห้อย 1 ตัว สิ้นสุดตัวห้อย สิ้นสุดตัวห้อย เท่ากับ 0 ลูกน้ำ 000117 เจสเปซ

ในสัญกรณ์วิทยาศาสตร์ 1 ลูกน้ำ 17 คูณ 10 ยกกำลังลบ 4 ยกกำลังของสเปซเอ็กซ์โปเนนเชียล J

คำถาม 4

วัตถุที่มีมวลเท่ากับ 3 กก. จะตกลงมาอย่างอิสระจากความสูง 60 ม. หาพลังงานกล จลนศาสตร์ และพลังงานศักย์ ณ เวลา t = 0 และ t = 1s พิจารณา g = 10 ม./วินาที²

พลังงานกลเป็นผลรวมของพลังงานจลน์และพลังงานศักย์ในแต่ละช่วงเวลา

E พร้อมตัวห้อย M เท่ากับ E พร้อมตัวห้อย P บวก E พร้อมตัวห้อย C

ลองคำนวณพลังงานสำหรับ t = 0s

พลังงานจลน์ที่ t = 0s

ที่ t=0s ความเร็วของวัตถุก็เท่ากับศูนย์เช่นกัน เมื่อร่างกายถูกละทิ้ง พักผ่อน ดังนั้นพลังงานจลน์จึงเท่ากับ 0 จูล

และด้วยตัวห้อย C เท่ากับตัวเศษ m v กำลังสองส่วนส่วน 2 ส่วนท้ายของเศษส่วน E โดยตัวห้อย C เท่ากับตัวเศษ 3.0 กำลังสองส่วนส่วน 2 ส่วนท้ายของเศษส่วน เท่ากับ 0 ช่องว่าง J

พลังงานศักย์ที่ t = 0s

และด้วยตัวห้อย P เท่ากับ m NS. h E โดยมีตัวห้อย P เท่ากับ 3.10.60 เท่ากับ 1800 J space

พลังงานกลที่ t = 0s

และด้วยตัวห้อย M เท่ากับ 1 ช่องว่าง 800 บวก 0 ช่องว่าง เท่ากับช่องว่าง 1 ช่องว่าง 800 ช่องว่าง J

ลองคำนวณพลังงานสำหรับ t = 1s

พลังงานจลน์ที่ t = 1s

ก่อนอื่น จำเป็นต้องรู้ความเร็วที่ t=1s

สำหรับสิ่งนี้ เราจะใช้ฟังก์ชันความเร็วรายชั่วโมงสำหรับ MUV (การเคลื่อนไหวที่แตกต่างกันอย่างสม่ำเสมอ)

V วงเล็บซ้าย t วงเล็บขวาเท่ากับ V โดยมีตัวห้อย 0 ตัวบวก a NS

ที่ไหน,
V ที่มี 0 ช่องว่างตัวห้อยท้ายตัวห้อยคือความเร็วเริ่มต้น
NS คือความเร่งซึ่งในกรณีนี้จะเป็นความเร่งของแรงโน้มถ่วง g
NS คือเวลาเป็นวินาที

ความเร็วในการเคลื่อนที่เริ่มต้นคือ 0 ตามที่เราได้เห็นแล้ว สมการมีลักษณะดังนี้:

V วงเล็บซ้าย t วงเล็บขวา เท่ากับ g NS

ใช้ g = 10 และ t = 1

V วงเล็บซ้าย 1 วงเล็บขวา เท่ากับ 10.1 V วงเล็บซ้าย 1 วงเล็บขวา เท่ากับ 10 ม. ช่องว่างหารด้วย s

ซึ่งหมายความว่าใน 1 วินาทีของการตก ความเร็วเท่ากับ 10 เมตร/วินาที และตอนนี้เราสามารถคำนวณพลังงานจลน์ได้แล้ว

และด้วยตัวห้อย C เท่ากับตัวเศษ m v กำลังสองส่วนส่วน 2 ส่วนท้ายของเศษส่วน E โดยตัวห้อย C เท่ากับตัวเศษ 3.10 กำลังสองส่วนส่วน 2 ส่วนท้ายของเศษ E โดยตัวห้อย C เท่ากับ ตัวเศษ 3,100 ส่วน ตัวส่วน 2 ท้ายเศษ เท่ากับ ตัวเศษ 3,100 ส่วน ตัวส่วน 2 ปลาย เศษ เท่ากับ 300 ส่วน 2 เท่ากับ 150 ช่องว่าง NS

พลังงานศักย์สำหรับ t=1s

หากต้องการทราบพลังงานศักย์ที่ t=1s ก่อนอื่นเราต้องรู้ว่าตอนนี้มันสูงแค่ไหน กล่าวอีกนัยหนึ่งว่ามันเปลี่ยนไปมากแค่ไหน สำหรับสิ่งนั้น เราจะใช้ฟังก์ชันรายชั่วโมงของตำแหน่งสำหรับ t=1s

ที่ไหน, S กับ 0 ตัวห้อย คือตำแหน่งเริ่มต้นของการย้าย ซึ่งเราจะพิจารณาเป็น 0

S เท่ากับ S โดยมีตัวห้อย 0 ตัว บวกกับตัวห้อยเป็น 0 อีก g มากกว่า 2 เสื้อกำลังสอง S เท่ากับ 0 บวก 0 t บวก 10 ส่วน 2.1 กำลังสอง S เท่ากับ 10 ส่วน 2.1 เท่ากับ 5 m space

ดังนั้น ที่ t=1s ร่างกายจะเดินทาง 5 เมตร และความสูงสัมพันธ์กับพื้นจะเป็น:

60 ม. - 5 ม. = 55 ม.

ตอนนี้เราสามารถคำนวณพลังงานศักย์สำหรับ t=1s ได้แล้ว

และด้วยตัวห้อย P เท่ากับ m NS. h E โดยตัวห้อย P เท่ากับ 3.10.55 ช่องว่าง เท่ากับช่องว่าง 1 ช่องว่าง 650 ช่องว่าง J

การคำนวณพลังงานกลสำหรับ t=1s

E กับตัวห้อย M เท่ากับ E กับ P ตัวห้อย บวก E กับ C ตัวห้อย E กับตัวห้อย M เท่ากับ 1 ช่องว่าง 650 บวก 150 ช่องว่าง เท่ากับช่องว่าง 1 พื้นที่ 800 ช่องว่าง J

เห็นว่าพลังงานกลเท่ากัน ฉันลองสำหรับ t = 0s สำหรับ t = 1s เมื่อพลังงานศักย์ลดลง จลนศาสตร์เพิ่มขึ้น ชดเชยการสูญเสีย เนื่องจากเป็นระบบอนุรักษ์นิยม

คำถาม 5

เด็กกำลังเล่นชิงช้าในสวนสาธารณะกับพ่อของเขา เมื่อถึงจุดหนึ่ง พ่อจะดึงชิงช้าโดยยกให้สูง 1.5 ม. ซึ่งสัมพันธ์กับตำแหน่งที่อยู่นิ่ง ชุดชิงช้าพลัสเด็กมีมวล 35 กก. กำหนดความเร็วแนวนอนของการสวิงเมื่อผ่านส่วนต่ำสุดของวิถี

พิจารณาระบบอนุรักษ์นิยมที่ไม่มีการสูญเสียพลังงานและความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วงเท่ากับ 10 เมตร/วินาที²

พลังงานศักย์ทั้งหมดจะเปลี่ยนเป็นพลังงานจลน์ ในช่วงแรกพลังงานศักย์คือ

และด้วยตัวห้อย P เท่ากับ m NS. h E พร้อมตัวห้อย P เท่ากับ 35.10.1 จุด 5 เท่ากับ 525 ช่องว่าง J

ในวินาทีที่ 2 พลังงานจลน์จะเท่ากับ 525 J เพราะพลังงานศักย์ทั้งหมดจะกลายเป็นพลังงานจลน์

และด้วยตัวห้อย C เท่ากับตัวเศษ m v กำลังสองส่วนส่วน 2 ส่วนท้ายของเศษส่วน 525 เท่ากับตัวเศษ 35 v กำลังสองส่วน 2 ส่วนท้ายของเศษส่วน 525.2 เท่ากับ 35 v กำลังสอง 1050 ส่วน 35 เท่ากับ v กำลังสอง 30 เท่ากับ v กำลังสอง สแควร์รูทของ 30 เท่ากับ v สเปซ

ดังนั้นความเร็วในแนวนอนของร่างกายคือ สแควร์รูทของ 30 สเปซสิ้นสุดของรูท m หารด้วย s สเปซหรือประมาณ 5.47 เมตร/วินาที

คำถาม 6

(ศัตรู 2019) ในงานวิทยาศาสตร์ นักเรียนจะใช้ Maxwell disk (yo-yo) สาธิตหลักการอนุรักษ์พลังงาน การนำเสนอจะประกอบด้วยสองขั้นตอน:

ขั้นตอนที่ 1 - คำอธิบายว่าในขณะที่ดิสก์ลงมา ส่วนหนึ่งของพลังงานศักย์โน้มถ่วงของมันจะถูกแปลงเป็นพลังงานจลน์ของการแปลและพลังงานจลน์ของการหมุน

ขั้นตอนที่ 2 - การคำนวณพลังงานจลน์ของการหมุนของดิสก์ที่จุดต่ำสุดของวิถีของมัน โดยถือว่าระบบอนุรักษ์นิยม

เมื่อเตรียมขั้นตอนที่ 2 เขาพิจารณาความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วงเท่ากับ 10 ม./วินาที² และความเร็วเชิงเส้นของจุดศูนย์กลางมวลของจานจะน้อยมากเมื่อเทียบกับความเร็วเชิงมุม จากนั้นจะวัดความสูงของส่วนบนของแผ่นดิสก์ที่สัมพันธ์กับพื้นที่จุดต่ำสุดของวิถีโคจร โดยใช้ความสูง 1/3 ของขาของเล่น

ข้อกำหนดด้านขนาดของของเล่น กล่าวคือ ความยาว (L) ความกว้าง (L) และความสูง (H) เช่นกัน จากมวลของแผ่นโลหะนั้น นักศึกษาพบในคลิปหนีบภาพประกอบถึง ติดตาม.

เนื้อหา: ฐานโลหะ, แท่งโลหะ, แถบด้านบน, แผ่นโลหะ
ขนาด (ยาว × กว้าง × สูง): 300 มม. × 100 มม. × 410 มม.
มวลดิสก์โลหะ: 30 g

ผลลัพธ์ของการคำนวณขั้นตอนที่ 2 ในหน่วยจูลคือ:

วงเล็บขวา ช่องว่าง 4 ลูกน้ำ 10 ช่องว่าง เครื่องหมายคูณ ช่องว่าง 10 ถึง ลบ ยกกำลัง 2 สิ้นสุดช่องว่างเลขชี้กำลัง b วงเล็บ ช่องว่าง 8 ลูกน้ำ 20 ช่องว่าง เครื่องหมายคูณ ช่องว่าง 10 ยกกำลังลบ 2 ยกกำลังของวงเล็บเหลี่ยม c ช่องว่าง 1 ลูกน้ำ 23 เครื่องหมายการคูณช่องว่าง ช่องว่าง 10 ยกกำลังลบ 1 ยกกำลังปลายของช่องว่างเลขชี้กำลัง d วงเล็บขวา ช่องว่าง 8 ลูกน้ำ 20 ช่องว่าง เครื่องหมายคูณ ช่องว่าง 10 ยกกำลัง 4 ช่องว่าง สิ้นสุดของวงเล็บเลขชี้กำลังและวงเล็บขวา ช่องว่าง 1 ลูกน้ำ 23 ช่องว่างการคูณ ช่องว่าง 10 ยกกำลัง 5

คำตอบที่ถูกต้อง: b) และด้วย C ช่องว่าง d e การหมุนช่องว่าง ตัวห้อย สิ้นสุดตัวห้อย เท่ากับ 8 ลูกน้ำ 3 เครื่องหมายคูณ 10 ถึง ลบ 2 จุดสิ้นสุดของเลขชี้กำลัง J

เราต้องการหาพลังงานจลน์ของการหมุนที่เวลา 2 เมื่อจานอยู่ที่ตำแหน่งต่ำสุด

เนื่องจากพลังงานการแปลถูกละเลย และไม่มีการสูญเสียพลังงาน พลังงานศักย์โน้มถ่วงทั้งหมดจะเปลี่ยนเป็นพลังงานจลน์ของการหมุน

พลังงานจลน์ของการหมุนที่จุดต่ำสุดของวิถี = พลังงานโน้มถ่วงที่อาจเกิดขึ้นที่จุดสูงสุดของวิถี

ความสูงรวมชุด 410 มม. หรือ 0.41 ม. ความสูงของวิถีคือ ตัวเศษ 2 ชั่วโมง ส่วนตัวส่วน 3 ส่วนท้ายของเศษส่วน มันเหมือนกับ:

ตัวเศษ 2 เครื่องหมายคูณ 0 ลูกน้ำ 41 ส่วนตัวส่วน 3 จุดสิ้นสุดของเศษ เท่ากับตัวเศษ 0 ลูกน้ำ 82 ส่วนหาร 3 จุดสิ้นสุดของเศษ m

มวลคือ 30 กรัมเป็นกิโลกรัม 0.03 กิโลกรัม

การคำนวณพลังงานศักย์

และด้วยตัวห้อย P เท่ากับ m NS. h E โดยมีตัวห้อย P เท่ากับ 0 ลูกน้ำ 03.10 ตัวเศษ 0 ลูกน้ำ 82 บนตัวส่วน 3 จุดสิ้นสุดของเศษส่วน E พร้อมตัวห้อย P เท่ากับ 0 ลูกน้ำ 3 ตัวเศษ 0 ลูกน้ำ 82 บนตัวส่วน 3 จุดสิ้นสุดของเศษส่วน E โดยตัวห้อย P เท่ากับ 0 ลูกน้ำ 1 ช่องว่าง ช่องว่าง 0 ลูกน้ำ 82 เท่ากับ 0 ลูกน้ำ 082 ช่องว่าง J

ในสัญกรณ์วิทยาศาสตร์ เรามี

และด้วย C ช่องว่าง d e การหมุนช่องว่าง ตัวห้อย สิ้นสุดของตัวห้อย เท่ากับ 8 ลูกน้ำ 2 เครื่องหมายคูณ 10 ถึง ลบ 2 กำลังสิ้นสุดของเลขชี้กำลัง J

คำถาม 7

(CBM-SC 2018) พลังงานจลน์เป็นพลังงานที่เกิดจากการเคลื่อนที่ ทุกสิ่งที่เคลื่อนไหวมีพลังงานจลน์ ดังนั้นวัตถุที่เคลื่อนไหวจึงมีพลังงานจึงทำให้เกิดการเสียรูปได้ พลังงานจลน์ของร่างกายขึ้นอยู่กับมวลและความเร็ว ดังนั้น เราสามารถพูดได้ว่าพลังงานจลน์เป็นฟังก์ชันของมวลและความเร็วของร่างกาย โดยที่พลังงานจลน์มีค่าเท่ากับครึ่งหนึ่งของมวลคูณด้วยความเร็วยกกำลังสอง ถ้าเราทำการคำนวณ เราจะพบว่าความเร็วเป็นตัวกำหนดพลังงานจลน์ที่เพิ่มขึ้นมากกว่ามวล ดังนั้นเราสามารถสรุปได้ ว่าจะมีผู้ได้รับบาดเจ็บมากกว่าผู้ที่อยู่ในรถชนด้วยความเร็วต่ำ ความเร็ว.

เป็นที่ทราบกันดีว่ามีรถสองคันที่มีน้ำหนัก 1,500 กิโลกรัม ชนกันในแนวกั้นเดียวกัน รถ A มีความเร็ว 20 m/s และรถ B มีความเร็ว 35 m/s รถคันใดจะอ่อนไหวต่อการชนที่รุนแรงมากกว่า และเพราะเหตุใด

ก) รถยนต์ A เนื่องจากมีความเร็วสูงกว่ารถ B
b) รถ B เนื่องจากมีความเร็วคงที่สูงกว่ารถ A
c) รถ A เนื่องจากมีมวลเท่ากับรถ B แต่มีความเร็วคงที่สูงกว่ารถ B
ง) ยานพาหนะทั้งสองคันจะได้รับผลกระทบในระดับเดียวกัน


คำตอบที่ถูกต้อง: b) รถ B เนื่องจากมีความเร็วคงที่สูงกว่ารถ A

ตามที่กล่าวไว้ พลังงานจลน์จะเพิ่มขึ้นตามกำลังสองของความเร็ว ดังนั้นความเร็วที่สูงขึ้นจะสร้างพลังงานจลน์มากขึ้น

โดยวิธีเปรียบเทียบ แม้ว่าจะไม่จำเป็นต้องตอบคำถามก็ตาม เรามาคำนวณพลังงานของรถสองคันแล้วเปรียบเทียบกัน

รถเอ

และด้วย C A ตัวห้อย สิ้นสุดของตัวห้อยเท่ากับ numerator m v กำลังสองส่วนส่วน 2 ส่วนท้ายของเศษส่วน ช่องว่าง เท่ากับ ตัวเศษพื้นที่ 1500.20 กำลังสอง ส่วน ตัวส่วน 2 ท้ายเศษ เท่ากับ ตัวเศษ 1500.400 ส่วน ตัวส่วน 2 ท้ายเศษ เท่ากับ 300 ช่องว่าง 000 เจ สเปซ

แป้ง

และด้วย C A ตัวห้อย สิ้นสุดของตัวห้อยเท่ากับ numerator m v กำลังสองส่วนส่วน 2 ส่วนท้ายของช่องว่างเศษส่วนเท่ากับตัวเศษพื้นที่ 1500.35 กำลังสองส่วน ตัวส่วน 2 ตัวส่วนท้ายของเศษส่วน เท่ากับตัวเศษ 1500.1225 ส่วนตัวส่วนที่ 2 ตัวส่วนท้ายของเศษส่วน เท่ากับ 918 ช่องว่าง 750 เจ สเปซ

ดังนั้น เราจึงเห็นว่าการเพิ่มความเร็วของรถ B ทำให้เกิดพลังงานจลน์มากกว่ารถ A ถึงสามเท่า

คำถาม 8

(ศัตรู 2005) สังเกตสถานการณ์ที่อธิบายไว้ในแถบด้านล่าง

ทันทีที่เด็กชายยิงธนู จะมีการเปลี่ยนแปลงจากพลังงานประเภทหนึ่งเป็นอีกประเภทหนึ่ง การเปลี่ยนแปลงในกรณีนี้คือพลังงาน

ก) ศักย์ยืดหยุ่นในพลังงานโน้มถ่วง
b) แรงโน้มถ่วงเป็นพลังงานศักย์
c) ศักย์ยืดหยุ่นในพลังงานจลน์
d) จลนศาสตร์ในพลังงานศักย์ยืดหยุ่น
จ) ความโน้มถ่วงเป็นพลังงานจลน์

คำตอบที่ถูกต้อง: c) ศักย์ยืดหยุ่นในพลังงานจลน์

1 - นักธนูเก็บพลังงานในรูปแบบศักย์ยืดหยุ่น โดยการเปลี่ยนรูปธนูที่จะทำหน้าที่เป็นสปริง

2 - เมื่อปล่อยลูกศร พลังงานศักย์จะเปลี่ยนเป็นพลังงานจลน์ เมื่อมันเคลื่อนที่

คำถาม 9

(Enem 2012) รถเคลื่อนตัวไปตามถนนเรียบ เมื่อรถเริ่มเคลื่อนตัวลง ทางลาดที่ผู้ขับขี่ทำให้รถทันกับความเร็วในการปีนเขาเสมอ คงที่.

ระหว่างทางลง จะเกิดอะไรขึ้นกับศักย์ศักย์ จลนศาสตร์ และพลังงานกลของรถ?

ก) พลังงานกลคงที่ เนื่องจากความเร็วสเกลาร์ไม่แปรผัน ดังนั้นพลังงานจลน์จึงคงที่
b) พลังงานจลน์เพิ่มขึ้น เมื่อพลังงานศักย์โน้มถ่วงลดลง และเมื่อพลังงานหนึ่งลดลง พลังงานอื่นจะเพิ่มขึ้น
c) พลังงานศักย์โน้มถ่วงยังคงที่ เนื่องจากมีเพียงแรงอนุรักษ์ที่กระทำต่อรถเท่านั้น
d) พลังงานกลลดลงเนื่องจากพลังงานจลน์คงที่ แต่พลังงานศักย์โน้มถ่วงลดลง
จ) พลังงานจลน์คงที่เนื่องจากไม่มีงานทำในรถ

คำตอบที่ถูกต้อง: d) พลังงานกลลดลงเนื่องจากพลังงานจลน์คงที่แต่พลังงานศักย์โน้มถ่วงลดลง

พลังงานจลน์ขึ้นอยู่กับมวลและความเร็ว เนื่องจากไม่มีการเปลี่ยนแปลง พลังงานจลน์จึงคงที่

พลังงานศักย์จะลดลงตามความสูง

พลังงานกลลดลงเนื่องจากเป็นผลรวมของพลังงานศักย์บวกพลังงานจลน์

คำถาม 10

(FUVEST 2016) เฮเลนาซึ่งมีมวล 50 กก. ฝึกกีฬาผาดโผน บันจีจัมพ์. ในการออกกำลังกาย มันจะหลุดออกจากขอบของสะพานลอย โดยมีความเร็วเริ่มต้นเป็นศูนย์ ติดอยู่กับแถบยางยืดที่มีความยาวตามธรรมชาติ L ที่มีตัวห้อย 0 เท่ากับ 15 ม. พื้นที่ และค่าคงที่ยืดหยุ่น k = 250 N/m เมื่อเส้นยืดยาวเกินความยาวธรรมชาติ 10 เมตร โมดูลัสของความเร็วของเฮเลนาจะเท่ากับ

หมายเหตุและนำมาใช้: อัตราเร่งแรงโน้มถ่วง: 10 ม./วินาที² สายรัดมีความยืดหยุ่นสูง ควรละเลยผลกระทบต่อมวลและการกระจายของมัน

ก) 0 ม./วินาที
b) 5 เมตร/วินาที
ค) 10 เมตร/วินาที
ง) 15 เมตร/วินาที
จ) 20 เมตร/วินาที

คำตอบที่ถูกต้อง: ก) 0 m/s

โดยการอนุรักษ์พลังงาน พลังงานกลที่จุดเริ่มต้นของการกระโดดจะเท่ากันเมื่อสิ้นสุดการกระโดด

E กับ M i n i c i a l ตัวห้อย สิ้นสุดตัวห้อย เท่ากับ E กับ M f i n i c i a l ตัวห้อย สิ้นสุดตัวห้อย E P ที่มี g r a v i t a c i o n a l ช่องว่าง i n i c i a l ตัวห้อย สิ้นสุดของ subscript space บวกช่องว่าง E กับ c i n e t i c a ช่องว่าง i n i c i a l ตัวห้อย สิ้นสุดของ subscript space บวก space E P กับ e l a s t i c a i n i n i c i a l ตัวห้อยช่องว่าง จุดสิ้นสุดของตัวห้อยเท่ากับ E P โดยที่ g r a v i t a c i o n a l ช่องว่าง f i n a l ตัวห้อย สิ้นสุดที่ตัวห้อย พื้นที่มากขึ้น E กับ c i n e t i c a f i n a l space ตัวห้อย สิ้นสุดของ subscript space เพิ่มเติม E space P ที่มี e l a s t i c a f i n a l space subscript สิ้นสุด สมัครสมาชิก

ที่จุดเริ่มต้นของการเคลื่อนไหว

พลังงานจลน์เป็น 0 เนื่องจากความเร็วเริ่มต้นเป็น 0
พลังงานศักย์ยืดหยุ่นเป็น 0 เนื่องจากแถบยางยืดไม่ตึง

ในตอนท้ายของการเคลื่อนไหว

พลังงานศักย์โน้มถ่วงเท่ากับ 0 เทียบกับความยาวที่คำนวณได้ในตอนเริ่มต้น

ความสมดุลของพลังงานในขณะนี้มีลักษณะดังนี้:

E P กับ g r a v i t a c i o n a l i n i c i a l ตัวห้อยช่องว่างสิ้นสุดของตัวห้อยเท่ากับ E กับ c i n t i c a space f ฉัน n a l ตัวห้อย สิ้นสุดของช่องว่างของตัวห้อย บวก ช่องว่าง E P กับ e l a s t ฉัน c a ช่องว่าง fin a l ตัวห้อย สิ้นสุดตัวห้อย

เนื่องจากเราต้องการความเร็ว ให้แยกพลังงานจลน์ออกจากด้านเท่าเทียมกัน

E P กับ g r a v i t a c i o n a l i n i c i a l ช่องว่าง ลบ ช่องว่างท้ายของตัวห้อย E P กับ e l á s t i c a space fin a l ตัวห้อย จุดสิ้นสุดของตัวห้อยเท่ากับ E กับ c i n t i c a ช่องว่าง fin a l ตัวห้อย จุดสิ้นสุดของตัวห้อย ช่องว่าง

ทำการคำนวณ

พลังงานศักย์โน้มถ่วง

ชั่วโมง = ความยาวแถบธรรมชาติ 15 ม. + แถบยืด 10 ม. = 25 ม.

E P กับ g r a v i t a c i o n a l ช่องว่าง i n i c i a l ตัวห้อยสิ้นสุดของตัวห้อยเท่ากับ m NS. h E P กับ g r a v i t a c i o n a l ช่องว่างใน i n i c i a l ตัวห้อย สิ้นสุดตัวห้อย เท่ากับ 50.10.25 ช่องว่าง เท่ากับช่องว่าง 12 ช่องว่าง 500 ช่องว่าง J

พลังงานศักย์ยืดหยุ่น

และด้วยช่องว่าง P และ l a s t i c ตัวห้อยสิ้นสุดของตัวห้อยเท่ากับตัวเศษ k x กำลังสองส่วนส่วน 2 ส่วนท้ายของเศษส่วน E โดยเว้นวรรค P และ l á st i c ตัวห้อยสิ้นสุด ตัวห้อย เท่ากับตัวเศษ 250.10 กำลังสอง ส่วน 2 ท้ายเศษ เท่ากับ 12 ช่องว่าง 500 เจ สเปซ

การแทนที่ค่าในสมดุลพลังงาน เรามี:

12 ช่องว่าง 500 ลบ 12 ช่องว่าง 500 เท่ากับ E กับ c i n e t i c a ช่องว่าง fin a l ตัวห้อย สิ้นสุดของ subscript space 0 เท่ากับ E กับ c i n e t i c a ช่องว่าง fin a l ตัวห้อย สิ้นสุดของ subscript space

เนื่องจากพลังงานจลน์ขึ้นอยู่กับมวลเท่านั้น ซึ่งไม่เปลี่ยนแปลง และขึ้นอยู่กับความเร็ว เราจึงมีความเร็วเท่ากับ 0

การระบุด้วยการคำนวณ

ให้พลังงานจลน์เท่ากับ 0 เรามี:

และด้วย c i n คือ t i c a space fi n a l ตัวห้อย สิ้นสุดของ subscript space เท่ากับ ช่องว่างของตัวเศษ m v กำลังสองส่วน 2 ส่วนท้ายของเศษส่วนเท่ากับ 0 ม. v กำลังสอง เท่ากับ 0 v กำลังสอง เท่ากับ 0 ส่วน m v เท่ากับ 0 ช่องว่าง

ดังนั้น เมื่อแถบยืดยาวเกินความยาวธรรมชาติ 10 ม. โมดูลัสความเร็วของเฮเลนาจะเท่ากับ 0 ม./วินาที

คำถาม 11

(USP 2018) ร่างสองร่างที่มีมวลเท่ากันจะถูกปล่อยในเวลาเดียวกันจากส่วนที่เหลือจากความสูง h1 และเดินทางไปตามเส้นทางต่างๆ (A) และ (B) ที่แสดงในรูปโดยที่ x1 > x2 และ h1 > h2 .

พิจารณาข้อความต่อไปนี้:

ผม. พลังงานจลน์สุดท้ายของวัตถุใน (A) และ (B) ต่างกัน
ครั้งที่สอง พลังงานกลของตัวถังก่อนที่พวกเขาจะเริ่มไต่ทางลาดนั้นเท่ากัน
สาม. เวลาในการจบหลักสูตรไม่ขึ้นอยู่กับวิถี
IV. ร่างกายใน (B) ถึงจุดสิ้นสุดของวิถีก่อน
วี งานที่ดำเนินการโดยน้ำหนักจะเหมือนกันในทั้งสองกรณี

ถูกต้องตามที่ระบุไว้ใน .เท่านั้น

หมายเหตุและการยอมรับ: ละเว้นกองกำลังกระจาย

ก) ฉันและ III
b) II และ V.
c) IV และ V.
ง) II และ III
จ) ฉันและวี

คำตอบที่ถูกต้อง: b) II และ V.

ฉัน - ผิด: เนื่องจากพลังงานเริ่มต้นเท่ากันและไม่มีการพิจารณากองกำลังกระจายและวัตถุ A และ B ลงไป h1 และขึ้นไป h2 เฉพาะพลังงานศักย์ที่เปลี่ยนแปลงเท่านั้นสำหรับทั้งคู่

II - CERTA: เนื่องจากแรงกระจายถูกละเลย เช่น การเสียดสีเมื่อเดินทางจนถึงจุดเริ่มต้นของการปีน พลังงานกลจึงเท่ากัน

III - ผิด: เมื่อ x1 > x2 ร่างกาย A จะเคลื่อนที่ไปตามวิถีของ "หุบเขา" ซึ่งเป็นส่วนล่าง ด้วยความเร็วที่มากกว่าเป็นเวลานาน เมื่อ B เริ่มไต่ก่อน มันจะสูญเสียพลังงานจลน์ไป และความเร็วของมันลดลง ถึงกระนั้นหลังจากการปีนเขา ทั้งคู่ก็มีความเร็วเท่ากัน แต่ร่างกาย B ต้องเดินทางในระยะทางที่ไกลกว่า ใช้เวลานานกว่าจะจบหลักสูตร

IV - ผิด: ตามที่เราเห็นใน III ร่างกาย B มาถึงหลังจาก A เนื่องจากใช้เวลานานกว่าจะครบเส้นทาง

V - ขวา: เนื่องจากแรงน้ำหนักขึ้นอยู่กับมวล ความเร่งของแรงโน้มถ่วง และความแตกต่างของความสูงระหว่างการเดินทางเท่านั้น และแรงทั้งสองเท่ากัน งานที่กระทำโดยแรงน้ำหนักจะเท่ากันสำหรับทั้งคู่

คุณหมั่นฝึกฝนกับ การออกกำลังกายพลังงานจลน์.

คุณอาจจะสนใจใน

  • พลังงานศักย์
  • พลังงานศักย์โน้มถ่วง
  • พลังงานศักย์ยืดหยุ่น

แบบฝึกหัดเสริมพร้อมเทมเพลตแสดงความคิดเห็น

Adjunct Adjunct มีหน้าที่กำหนดลักษณะคำนาม เป็นคำศัพท์เสริม เพราะถึงแม้จะมีความสำคัญในการส่งข้อควา...

read more

แบบฝึกหัดประโยคคำคุณศัพท์รอง

ทำแบบฝึกหัดและนำสิ่งที่คุณได้เรียนรู้เกี่ยวกับประโยคย่อยคำคุณศัพท์มาปฏิบัติ ตรวจสอบคำตอบที่แสดงคว...

read more

การออกกำลังกายเกี่ยวกับระบบประสาท

ระบบประสาทมีหน้าที่ในการสื่อสาร การรับ การตีความ และการส่งข้อมูลในร่างกายมนุษย์คำถามที่ 1ทบทวนทาง...

read more