III.12. Exerciții recapitulative - Lucrul mecanic, energia mecanică
1. Dacă lăsăm să coboare în aer un pendul ridicat la o anumită înălțime față de poziția de echilibru, energia lui mecanică se conservă? De ce?
2. În care din situațiile de mai jos se efectuează un lucru mecanic și de ce :
-
Un tir transportă marfă între două orașe.
-
Un muncitor ține un sac de ciment în spinare.
3. Ce lucru mecanic (motor/rezistent) este:
-
Lucrul mecanic efectuat de forța de frecare dintre aer și o parașută care aterizează ?
-
Lucrul mecanic efectuat de forța de tracțiune a motorului unei mașini ?
4. Care dintre următoarele corpuri au energie cinetică mai mare și de ce:
-
O mașină mică sau un tir ?
-
O mașină de curse sau un tractor ?
5. Care dintre următoarele corpuri au energie potențială gravitațională mai mare și de ce:
-
Un avion care zboară la 10 km altitudine sau un elicopter care zboară la 200 m altitudine ?
-
Un avion sau o pasăre ?
6. Care dintre următoarele corpuri au energie potențială elastică mai mare și de ce:
-
Un resort alungit cu 4 cm sau un resort comprimat cu 7 cm ?
-
Un resort cu constanta elastică de 10 N/m sau un resort cu constanta de 500 N/m?
7. Indică unitățile de măsură în SI pentru :
-
Energia mecanică
-
Lucrul mecanic
-
Puterea mecanică
-
Randamentul mecanic.
8. Calculează energia următoarelor corpuri:
-
O mașină de 1 t care se deplasează cu 80 km/h.
-
Un resort care are 80 N/m, comprimat cu 100 mm.
-
O minge de 200 g aflată la o înălțime de 40 dm față de sol.
9. Efectuezi un lucru mecanic de 700 J într-un minut. Care este puterea produsă de tine?
10. Un ren trage o sanie pe o distanță de 60 km cu o forță de 1200 N, a cărei direcție face un unghi de 45° cu orizontala. Știind forța de frecare de 30 N, determină lucrul mecanic total. Se dă cos 45°= 0,7. Reprezintă forțele ce acționează asupra saniei.
11. În ce caz randamentul mecanic este mai mare, atunci când urcăm un corp pe un plan înclinat cu o înălțime de 60 cm sau pe un plan înclinat cu o înălțime de 20 cm?
12. La ce înălțime maximă va urca o minge lansată vertical în sus cu o viteză de 15 m/s ? Considerăm forța de frecare cu aerul atmosferic zero.
13. Un motor electric de mixer are puterea de 800 W. Câtă energie primește mixerul în 10 minute de funcționare?
14. Arunci o minge pe verticală în sus, cu viteza de 10 m/s. Ea ajunge la înălțimea de 10 m. Cât este randamentul acestui transfer energetic? Indicație: energia utilă este energia potențială gravitațională a mingiei la înălțimea la care urcă, iar energia consumată este energia cinetică a mingiei la aruncare.
15. Viorel aruncă o minge în aer. Traiectoria mingii este reprezentată în următoarea diagramă:
a) În ce poziție are mingea cea mai mare energie cinetică?
b) În ce poziție are mingea cea mai mare energie potențială?
16. O bilă parcurge următorul traseu:
a) În ce poziție are bila cea mai mare energie cinetică?
b) În ce poziție are bila cea mai mare energie potențială?
17. O bicicletă de 50 kg este acționată de o forță de tracțiune egală cu 20% din greutatea ei, pe o distanță de 4 km. Știind forța de frecare de 60 N, află lucrul mecanic total.
18. O motocicletă cu forța de tracțiune de 4 kN se deplasează cu viteză constantă timp de 3 min, efectuând un lucru mecanic de 28.000 J. Determină viteza motocicletei.
19. O mașină cu o forță de tracțiune de 6000 N se deplasează cu o viteză constantă de 54 km/h. Ce putere dezvoltă motorul acestei mașini?
20. Bogdan aruncă o minge pe verticală în jos cu o viteză de 4 m/s de la înălțimea de 42 dm. Neglijând frecarea mingiei cu aerul atmosferic, determină viteza mingiei cu care ajunge pe sol.
21. O mașină de 1 t care se deplasează cu viteza de 90 km/h frânează motorul pentru a opri. Știind că de la frânare până la oprire a mai parcurs o distanță de 100 m, determină forța de frecare necesară opririi mașinii.