1. Blat biurka znajduje się 110 cm nad podłogą, półka znajduje się 90 cm nad blatem. Na biurku znajduje się przedmiot, którego energia potencjalna względem podłogi wynosi 3,3 J. Ile wynosi enegia potencjalna tego przedmiotu względem półki oraz ile wynosi energia potencjalna tego przedmiotu względem biurka?
2. Sprężynę o stałej 1000N/m ściśnięto działając na jej koniec siłą 50N. Oblicz energię potencjalną sił sprężystości tej sprężyny oraz jej odkształcenie.
3. Piłkę rzucono pionowo do góry z prędkością 13m/s. Ile wyniesie prędkość piłki na wysokości 7,2 m ?
4. Krążkowi hokejowemu o masie 0,2 kg nadano prędkość 5m/s. Krążek ten ślizgał się po lodzie i zatrzymał po przebyciu drogi 62,5m. Oblicz pracę sił tarcia krążka o lód oraz współczynnik tarcia kinetycznego.
5. W atomie wodoru elektron obiega jądro (proton) po orbicie kołowej o promieniu 5,3 * 10^(-11)m (5,3 razy 10 do minus 11 m). Oblicz energię wiązania układu, jakim jest atom wodoru oraz o ile suma mas protonu i elektronu jest większa od masy atomu wodoru?
e= 1,6 * 10^(-19)c (1,6 razy 10 do minus 19 c)
c= 3 * 10^(8)m (3 razy 10 do 8 m)
k= 9 * 10^(9) Nm^(2)/c^(2) (9 razy 10 do 9 Nm kwadrat/c kwadrat)
g= 10 m/s^(2) (10 m/s kwadrat)
Bardzo proszę o rozwiązanie powyższych zadań i o w miarę możliwe wytłumaczenie. Bardzo mi zależy, ponieważ od tego zależy moja semestrowa ocena z fizyki, a niestety nie czuję się mocna z tego przedmiotu .. Z góry bardzo dziękuję :)
Zad.1 Wzór na energie potencjalną:
Ep= m*g*h
g - przyspieszenie ziemskie ( w przybliżeniu g = 9,81 )
m - masa przedmiotu ( nieznana )
h - wysokość ( w zależności wg czego liczymy, podłoga... )
Najpierw oblicze mase piłki.
Ep wg podłogi wynosi 3,3 J
Po podstawieniu do wzoru:
3,3 = m*9,81*1,1
m = 0,31 kg
Energia potencjalna wg pólki będzie wynosić:
Ep=0,31*9,81*(-0,9)
Ep=-2,74 J ( na minusie, bo pólka jest wyżej od biurka i h = -0,9 m )
Energia potencjalna przedmiotu leżącego na biurku będzie równa zeru.
Wysokość h = 0 czyli po podstawieniu do wzoru:
Ep = 0,31*9,81*0 = 0
Zad.2
Sprężyna ma stałą 1000N/m czyli przykładając siłę 1000 N to ściśnie sie ją 1m.
Z proporcji:
1000N - 1m
50N - x
1000*x = 50
x = 0,05 m to będzie nasze h
We wzorze jest jeszcze masa.
50N = m * g
m = 50 / g
m = 50 N / 9,81
m = 5,1 kg
Podstawiamy ostatecznie do wzoru na Ep
Ep = (5,1*9,81)*0,05
Jak widzisz z iloczynu z nawiasu wyjdzie 50 N. Nieotrzebinie wiec liczylem mase, ale chcialem zebys zobaczyla ze człon wzoru ( m * g) to inaczej siła przyłożona.
Ep = 50 N * 0,05 m
Ep = 2,5 J
Zad.3
Tutaj trzeba użyć wzoru na energię kinetyczną.
Ek = (m*V^2)/2
Początkowa energia piłki będzie wynosić:
Ek = (m*13^2)/2
Ek = m*84,5
Na wysokości 7,2 m piłka będzie miała energie kinetyczna i energie potencjalną, pomijając straty energii ( opory ruchu) możemy porównać energie na ziemi i na wysokości 7,2 m
m*84,5 = (m*V^2)/2 + m*g*h dzile przez m
84,5 = (V^2)/2 + 9,81*7,2
13,87 = (V^2)/2
V = 5,27 m/s (prędkośc na wysokości 7,2 m )