能源工作

NCERT解决方案

第1部分

问题1:一个力所做的功的符号理解身体重要。国家认真如果正面或负面以下数量:

工作的一个男人让一桶好通过一根绳子绑在桶里。
在上述情况下工作由重力。
完成的工作摩擦身体下滑一个斜面上。
应用力所做的功在身体上移动一个粗略的水平面与统一的速度。
工作阻力的空气振动摆上休息。

答:(a)阳性,(b)负的,(c)负的,(d)积极、(e) -

问题2:身体质量2公斤最初静止动作的应用水平力的作用下7 N与动摩擦系数表= 0.1。计算

(一)在10年代应用力所做的功

答:鉴于,m = 2公斤,μ= 0.1,F = 7 N, s u = 0, t = 10

我们知道F = ma

所以,“= F / m = 7/2 = 3.5 ' m s²

摩擦力可以计算如下:

“f =μmg”

= 0.1×2 ime;-9.8 = -1.96 N

加速度所产生的摩擦力可以计算如下:

“a_f = - (1.96) / 2 = -0.98 ' m s²

总加速身体= a +_f

= 3.5 - 0.98 = 2.52 m²

现在,距离可以计算如下:

' s = ut + 1/2at ^ 2》

' = 1/2xx2.52xx10 ^ 2 = 1.26 xx100 = 126米

因此,应用力所做的功= F×s

= 7×126 = 882 J

(b)完成的工作在10年代摩擦

答:W_f= -1.96×126 = -246.96 J

(c)合力完成的工作对身体在10年代

答:合力= F + F_f

= 7 - 1.96 = 5.04 N

完成的工作合力

W_净= 5.04×126 = 635 J

(d)改变身体的动能在10年代

答:我们需要找到最终的速度可以计算如下:

“v = u +在”

= 2.52×10 = 25.2米¹

动能的变化

' =或(v ^ 2 u ^ 2)”

' = 1/2xx2xx25.2 ^ 2 = 635.04 J

问题3:给定的数据是一些势能函数在一维的例子。粒子的总能量是由一个十字架在纵轴上。在每种情况下,指定区域,如果有的话,无法找到粒子为给定的能量。同时,表明最低总能量粒子必须在每种情况下。认为这些简单的物理环境的势能形状相关。

答:总能量的系统是由以下方程:

E = PE +柯

所以,柯= E - PE

这意味着系统的动能不能为负数。因此,粒子将不存在当客变成负的。这也意味着,势能应该小于总能量。

在图1中,如果x >然后PE > E

因此,粒子不能存在于这个地区。

在第二图中,x的值总是高于E .换句话说,对于所有的x值,PE > E。

因此,粒子不能存在于这个地区。

在3日图中,对于x >和< b,势能= - v₁。对于其他的x值,势能是超过总能量。粒子可以在a和b之间存在和所需的最小能量- v₁。

在4日图中,势能小于总能量之间“——/ 2”和“/ 2”。粒子可以存在于这一地区,最低能量- v₁

问题4:粒子的势能函数执行线性简谐运动是由“V (x) = (kx ^ 2) / 2”的力常数k是振荡器。k = 0.5 N m¹V (x)与x的图所示图。显示一个粒子的总能量1 J移动根据这种潜在必须“回头”当它到达x =±2 m。

答:N, k = 0.5 m¹,总能量E = 1 J

我们知道柯= ' 1/2mv ^ 2》

E = V + K

或者,“1 = 1/2kx ^ 2 + 1/2mv ^ 2》

速度v = 0,回头的时候,因此也变成了零。

所以,总能量的时候回头可以如下:

“1 = 1/2kx ^ 2》

或者,“1 = 1/2xx0.5x ^ 2》

或者,“0.25”x ^ 2 = 1

或者,“x ^ 2 = 1 / (0.25) = 4”

或者,“x =±2”

这表明粒子必须回头±2米的距离。

问题5:回答如下:

(a)套管的火箭在飞行中由于摩擦而燃烧起来。的代价获得所需的热能燃烧吗?火箭或大气?

答:我们知道:

总能量=势能+动能

或者,“E =毫克\ h + 1/2mv ^ 2》

火箭的势能随高度的增加。这意味着动能必须减少为了保持总能量恒定水平。动能成正比的质量和速度的平方。火箭的速度增加,质量必须减少为了保持总能量恒定水平。这表明,获得的热能损失的质量。能源是未来火箭的费用。

(b)彗星绕太阳运转高椭圆轨道。彗星由于太阳的引力并不是正常的彗星的速度。然而,重力做的功在每一个完整的彗星轨道是零。为什么?

答:引力是一个保守的力量,一个保守力所做的功在一个封闭的路径是零。因此,重力做的功在每一个完整的彗星轨道是零。

(c)人造卫星环绕地球在很薄的大气层逐渐失去能量由于耗散对大气阻力,然而小。那么为什么它的速度递增,因为它是越来越接近地球吗?

答:我们知道一个对象的总能量是恒定的。卫星接近地球时其势能减少由于高度降低。必须有相应的势能增加总能量保持在恒定水平。这是通过卫星的速度增加。

(d)在这个图中,这个男人走2 m携带大量的15公斤。在第二个图,他走相同的距离拉绳子在他身后。绳子通过滑轮,和大量的15公斤的手在其另一端。在这种情况下,工作更大的吗?

答:工作是零在第一种情况下因为位移方向垂直于方向的作用力。这个男人正在积极的工作在第二种情况下,因为方向的位移方向的力被应用。

在第二个案例= F×年代工作

= 15×9.8×2 = 294 J

问题6:强调正确的选择:

(a)当一个保守力做正功的身体,身体的势能增加/减少/依然没有改变。

答:降低:当一个力做正功的身体,它会引起位移的方向的力量。结果,身体向力的中心,即分离两个减少。因此,势能降低身体当一个力做正功。

(b)工作的身体免受摩擦总是导致损失的动能和势能。

答:动能:身体免受摩擦做功的减少速度。因此,它导致减少的动能。

(c)的变化率基本粒子系统的总动量外力成正比/系统上的内力。

答:外力:内力对动量的变化没有影响。

(d)在两具尸体的非弹性碰撞,碰撞后的数量不改变总动能/总线性动量/系统的总能量的两具尸体。

答:总线性动量:保持不变无论是否弹性或非弹性碰撞。

问题7:国家如果每个下列语句的真或假。给你的答案的原因。

(一)两个身体的弹性碰撞,每个身体的动量和能量是守恒的。

答:错误:系统的总动量和总能量的身体是守恒的。它不是关于个人的身体。

(b)系统的总能量守恒,无论内部和外部力量对身体的存在。

答:错误:系统的总能量是受外部能量的影响。

(c)工作在闭环运动的身体每个力本质上是零。

答:错误的:这是真的只有保守力。

(d)的非弹性碰撞,最后总是小于初始动能系统的动能。

答:事实:在非弹性碰撞的情况下,一些形式的能量总是消散热量,声音或光线。所以,最后总是小于初始客。

问题8:回答仔细,原因:

(a)的弹性碰撞,两个台球,是总动能守恒在短时间内球的碰撞接触时(即)?

答:没有:在碰撞,柯的球被转化为体育。所以,柯并不守恒在短时间内碰撞。

(b)是完全线性动量守恒在短时间内弹性碰撞的两个球吗?

答:是的:总线性动量守恒。

(c)是什么答案(a)和(b)的非弹性碰撞?

答:答案是相同的。

(d)如果两个台球的势能只取决于他们之间的分离距离中心、弹性或非弹性碰撞?(请注意,我们在这里探讨的是势能的对应的力在碰撞过程中,而不是重力势能)。

答:弹性,因为势能只取决于分离距离中心的球。

问题9:身体是最初在休息的时候。它与恒定加速度进行一维运动。在时间t的权力交付给它成正比

' t ^ (1/2)
“t”
' t ^ (3/2)”
“t ^ 2”

答:(b) t

我们知道:“v = u +在”

或者,“v =”

此外,“P = F×v”

和“F = ma”

用v和F的值在这个方程,我们得到:

马的马P = \ xx \ = ^ 2 t '

这个方程显示功率成正比。

问题10:身体是单向移动的影响下恒功率的来源。其在时间t位移成正比

' t ^ (1/2)
“t”
' t ^ (3/2)”
“t ^ 2”

答:(c)' t ^ (3/2)”

功率=力×速度

尺寸可以写成:

P = (MLT ][LT²]

=毫升²T³]

从P是恒定的,因此

l²T³=常数

或者,“(L ^ 2) / (T ^(3))”=常数

或者,“L ^ 2∝T ^ 3 '

或者,”L不^ (3/2)'