 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
|
| فيزيك 1و آزمايشگاه |
انرژي |
|
|
7- اتومبيلي به جرم يك تن كه در جاده اي افقي با سرعت ثابت 20m/s در حركت است در اثر نيروي ثابت ترمز سرعتش به 10m/s مي رسد. كار نيروي ترمز را در مدت اين تغيير سرعت بر حسب كيلوژول حساب كنيد. جواب:
8- تعداد 5 آجر يكسان كه جرم هر يك 2 كيلوگرم و ضخامت هر يك 06/0 متر است از طرف رويه بزرگترشان روي يك سطح افقي قرار گرفته اند. براي اين كه آجرها را از همان رويه بزرگترشان روي هم بچينيم چند ژول كار بايد انجام دهيم؟ جواب: ابتدا مسئله را در حالت كلي حل مي كنيم، كار كل با مجموع كار لازم جهت بالا بردن هر كدام از آجرها برابر است. اولين آجر برداشته نمي شود، دومي به ارتفاع h بالا برده مي شود، سومي به ارتفاع 2h و... آجر nام به ارتفاع??? بنابراين:
9- جسمي به جرم 5kg بطور يكنواخت با سرعت 4m/s برخط راست حركت مي كند. در چه مسافتي بايد به آن نيروي 4 نيوتن اثر كند تاانرژي جنبشي آن به 80 ژول برسد؟ جواب:
10- جسمي به جرم 2كيلوگرم را باسرعت 20m/s در راستاي قائم به بالا پرتاب مي كنيم. انرژي جنبشي و پتانسيل آنرا يك ثانيه بعد از پرتاب تعيين كنيد. جواب: سرعت جسم و ارتفاع آن يك ثانيه بعداز پرتاب برابر است با:
11- توپي به جرم 5/0 kg هنگام سقوط از كنار پنجره اي به بلندي 5/1 m عبور مي كند. انرژي جنبشي توپ هنگام گذشتن از كنار پنجره چقدر افزايش مي يابد؟ اگر سرعت توپ هنگام عبور از لبه بالايي پنجره 3m/s باشد ، سرعت آن در لبه پاييني چقدر است؟ جواب: با فرض پايستگي انرژي مكانيكي توپ خواهيم داشت:
12- جسمي به جرم m را با سرعت V و با زاويه ؟؟ نسبت به افق پرتاب مي كنيم. فرض كنيد نيروي مقاومت هوا در برابر حركتجسم قابل چشم پوشي است. با استفاده از قضيه كار -انرژي سرعت جسم را در نقطه اي به ارتفاع h از نقطه پرتاب به دست آوريد.
جواب: تنها نيروي وارد بر پرتاب وزن آن است. براي كار نيروي وزن در جابه جايي d داريم:
13- هواپيمايي به جرم يك تن در ارتفاع 1200متري زمين با سرعت افقي V=50 متر بر ثانيه در حال پرواز است. سپس هواپيما موتور را خاموش كرده به سمت زمين پرواز مي كند و پس از طي 8 كيلومتر با سرعت 25متر بر ثانيه به زمين مي رسد. معلوم كنيد نيروي مقاومت هوا را در امتداد حركت هواپيما در موقع پايين آمدن آن. جواب: انرژي مكانيكي هواپيما در حالت اول برابر :
و در حالت دوم برابر:
است كه مجموعي از انرژي جنبشي و كار نيروي مقاوم مي باشد. R نيروي مقاوم و WR كار آنست.
14- از نقطه A بر بالاي سطح شيبداري يك جسم كوچك به جرم 100گرم از حال سكون شروع به لغزش نموده، پس از عبور از نقطه B و جدايي از نقطه C بطور قائم حداكثر تا نقطه D بالا مي رود. اگر ارتفاع نقاط Aو Bو C و D از سطح افقي( مطابق شكل) به ترتيب يك متر و صفر و 20cm و 65cm باشد، در لغزش جسم از نقطه A تا نقطه C كار هر يك از نيروهايوارد بر جسم را حساب كرده، سپس كار برآيند نيروهاي وارد به جسم ( كار كل) را بين اين دو نقطه بدست آوريد. جواب: كار نيروي عمودي سطح همواره صفر است. پس:
كار نيروي وزن به دليل پايستار بودن آن به مسير
بستگي ندارد. داريم:
از قضيه كار و انرژي نتيجه مي شود:
15- جسم مكعب شكلي به جرم
m=1kg از نقطه A مطابق شكل زير رها مي شود و
پس از پيمودن مسير ربع دايره AB به شعاع
R=1/5m روي مسير افقي BC
ادامه حركت مي دهد و در نقطه C متوقف مي شود.
BC=4m و ضزيب اصطكاك بين جسم و سطح
BC برابر 2/0 است. مطلوبست: الف) سرعت جسم در نقطه B ب) كار نيروي اصطكاك در طول ربع دايره AB جواب:الف) در مسير BC نيروي وارد بر جسم در راستاي حركت نيروي اصطكاك است. داريم:
ب)
|
|
|
