Test: Praca, moc, energia – poziom łatwy
Jednostką energii w układzie SI jest
Wskaż, która z podanych niżej wielkości fizycznych jest jednym z rodzajów energii:
Energia potencjalna grawitacji to energia związana z:
Z którego wzoru obliczymy energię potencjalną ciała o masie m znajdującego się w odległości h od powierzchni Ziemi?
Energia kinetyczna Ek dowolnego ciała wyrażona jest poprzez iloczyn jego
Jak zmieni się energia kinetyczna pewnego ciała jeżeli jego masę zmniejszymy czterokrotnie, a prędkość zwiększymy dwukrotnie?
Energię kinetyczną Ek dowolnego ciała możemy obliczyć korzystając ze wzoru:
$$E_k = \tfrac{1}{2} \hspace{.05cm} m \hspace{.05cm} V^2$$Jeżeli masa ciała zmaleje czterokrotnie, a jego prędkość wzrośnie dwukrotnie, wówczas energia kinetyczna tego ciała będzie równa:
$$E_k = \tfrac{1}{2} \cdot \tfrac{1}{4} \hspace{.05cm} m \hspace{.05cm} (2 V)^2 = \tfrac{1}{2} \hspace{.05cm} m \hspace{.05cm} V^2$$Widzimy więc, że energia kinetyczna nie ulegnie zmianie.
Jak zmienia się energia potencjalna i kinetyczna ciała podczas swobodnego spadku z pewnej wysokości w kierunku Ziemi?
Podczas swobodnego spadku każde ciało porusza się w kierunku powierzchni Ziemi ruchem jednostajnie przyspieszonym z przyspieszeniem g. Oznacza to, że energia potencjalna, zależna od odległości dzielącej ciało od powierzchni Ziemi, zaczyna stopniowo maleć. Z drugiej strony, z każdą kolejną sekundą ruchu prędkość ciała stopniowo wzrasta, w związku z czym wzrasta również jego energia kinetyczna.
Praca wykonana przy przemieszczeniu ciała po poziomej powierzchni na drodze 20 m wyniosła 160 J. Oznacza to, że siła działająca na to ciało była równa
Aby obliczyć siłę F wystarczy przekształcić wzór na pracę. Dostaniemy:
$$F=\frac{W}{s} = \frac{160 \hspace{.05cm} {\rm J}}{20 \hspace{.05cm} {\rm m}} = 8 \hspace{.05cm} {\rm N}$$Na pewne ciało działa stała siła o wartości F. Który z poniższych wykresów prawidłowo przedstawia zależność pracy W od przemieszczenia s ?
Zgodnie ze wzorem
$$W = F \hspace{.05cm} s$$praca W jest proporcjonalna do przemieszczenia s. Oznacza to, że wraz ze wzrostem przemieszczenia, praca również wzrasta, przy czym zależność ta ma charakter liniowy, co przedstawia wykres a).
Wat, czyli jednostka mocy w układzie SI, jest równy
Zgodnie z definicją moc P wyrażona jest poprzez pracę W wykonaną w pewnym czasie t :
$$P = \frac{W}{t}$$Jednostką pracy jest dżul (J), jednostką czasu - sekunda (s), w związku z czym 1 W = 1 J/ 1 s.
Moc pewnego urządzenia wynosi 2 kW. Oznacza to, że w ciągu 5 minut urządzenie to wykona pracę równą
Wystarczy przekształcić wzór na moc względem pracy W oraz czas t wyrazić w sekundach . Dostaniemy:
$$W = P \cdot t = 2000 \hspace{.05cm} {\rm W} \cdot \hspace{.05cm} 300 \hspace{.05cm} {\rm s} = 600000 \hspace{.05cm} {\rm J}$$Podczas przesuwania ciężkiego przedmiotu przyłożono do niego dodatkową siłę o wartości 10 N skierowaną prostopadle do powierzchni przedmiotu. Siła ta oddziaływała na ciało na ostatnich 10 metrach jego ruchu. Praca wykonana przez tą siłę była równa:
Dodatkowa siła działająca na ciało była skierowana prostopadle do ciała, zatem nie wywierała ona żadnego wpływu na ruch tego ciała. Oznacza to, że praca wykonana nad ciałem podczas jego przemieszczenia wyniosła 0 J.
2 komentarze
macius
Dodano dnia 26 maja 2021 o godz. 11:40
97% nawet gyyyt jak na mnie
Judi
Dodano dnia 28 kwietnia 2020 o godz. 11:59
9\12 dobry nie tak źle jak na mnie xd