Latihan Tenaga dan Kuasa

Seutas beg galas dengan jisim 3 kg diletakkan di atas meja setinggi 1.2 m. Jika pecutan akibat graviti adalah 9.8 m/s², hitung tenaga potensi graviti beg tersebut.

Seorang kanak-kanak mengangkat sebaldi air dengan jisim 4.5 kg ke ketinggian 2.5 m. Apakah tenaga potensi graviti bagi sebaldi tersebut? (Ambil g = 9.8 m/s²).

Answer explanation

Tenaga potensi graviti (PE) boleh dikira dengan formula PE = mgh. Di mana m = 4.5 kg, g = 9.8 m/s², dan h = 2.5 m. Jadi, PE = 4.5 * 9.8 * 2.5 = 110.25 J. Oleh itu, tenaga potensi graviti bagi sebaldi tersebut adalah 110.25 Joule.

Sebuah batu mempunyai tenaga potensi graviti sebanyak 147 J apabila ia berada di atas dinding setinggi 3 m. Jika pecutan akibat graviti adalah 9.8 m/s², apakah jisim batu tersebut?

Answer explanation

Tenaga potensi graviti (PE) = mgh, di mana m = jisim, g = pecutan graviti, h = ketinggian. Diberi PE = 147 J, g = 9.8 m/s², h = 3 m. Jadi, m = PE / (gh) = 147 / (9.8 * 3) = 5 kg.

Sebuah bola dengan jisim 0.8 kg mempunyai tenaga potensi graviti sebanyak 31.36 J. Kira ketinggian bola dari tanah. (Ambil g = 9.8 m/s²).

Answer explanation

Tenaga potensi graviti (PE) dikira dengan formula PE = mgh. Di mana m = 0.8 kg, g = 9.8 m/s², dan PE = 31.36 J. Menggantikan nilai, kita dapat h = PE / (mg) = 31.36 / (0.8 * 9.8) = 4 m. Ketinggian bola dari tanah adalah 4 m.

Sehelai spring mempunyai pemalar spring F = 50 N/m dan diregangkan 0.2 m dari kedudukan keseimbangannya. Kira tenaga potensi elastik yang disimpan dalam spring.

Answer explanation

Tenaga potensi elastik (E) boleh dikira menggunakan formula E = 0.5 * F * x^2. Di mana F = 50 N/m dan x = 0.2 m. Jadi, E = 0.5 * 50 * (0.2)^2 = 1 J. Tenaga potensi elastik yang disimpan adalah 1 Joule.

Spring dengan pemalar spring F = 120 N/m telah diregangkan 0.25 m dari kedudukan keseimbangannya. Jika daya yang dikenakan untuk meregangkan spring adalah 30 N, semak jika daya tersebut konsisten dengan pemalar spring yang diberikan. Kemudian, hitung tenaga potensi elastik yang disimpan dalam spring.

Answer explanation

Daya yang dikenakan (30 N) tidak konsisten dengan pemalar spring (120 N/m) karena F = kx, jadi F = 120 N/m * 0.25 m = 30 N. Tenaga potensi elastik = 0.5 * k * x^2 = 0.5 * 120 * (0.25)^2 = 3.75 J.

Kereta mainan dengan jisim 2 kg bergerak pada kelajuan 3 m/s. Kira tenaga kinetik linear kereta tersebut.

Answer explanation

Tenaga kinetik (KE) dikira menggunakan formula KE = 0.5 * m * v^2. Dengan m = 2 kg dan v = 3 m/s, KE = 0.5 * 2 * (3^2) = 9 J. Jadi, tenaga kinetik kereta mainan adalah 9 Joule.

Sebuah bola dengan jisim 0.5 kg bergerak pada kelajuan 4 m/s. Kira tenaga kinetik bola tersebut.

Answer explanation

Tenaga kinetik (KE) dikira menggunakan formula KE = 0.5 * m * v^2. Dengan m = 0.5 kg dan v = 4 m/s, KE = 0.5 * 0.5 * (4^2) = 4 J. Jadi, tenaga kinetik bola tersebut adalah 4 Joule.

Seorang peminat elektrik mempunyai momen inersia sebanyak 0.3 kg·m² dan berputar pada kelajuan sudut 12 rad/s. Kira tenaga kinetik putaran peminat tersebut.

Answer explanation

Tenaga kinetik putaran (K) boleh dikira menggunakan formula K = 0.5 * I * ω², di mana I adalah momen inersia dan ω adalah kelajuan sudut. Jadi, K = 0.5 * 0.3 * (12)² = 21.6 J.

Sehelai cakera logam mempunyai momen inersia sebanyak 0.6 kg·m² dan berputar pada kelajuan sudut 5 rad/s. Kira tenaga kinetik putaran cakera tersebut.

Answer explanation

Tenaga kinetik putaran (K) boleh dikira menggunakan formula K = 0.5 * I * ω², di mana I adalah momen inersia dan ω adalah kelajuan sudut. Dengan I = 0.6 kg·m² dan ω = 5 rad/s, K = 0.5 * 0.6 * (5)² = 7.5 J.