พลังงานจลน์ของวัตถุที่มีมวล 5 กก. จะเปลี่ยนจาก 72 J เป็น 480 J ตลอด 12 วินาที แรงกระตุ้นบนวัตถุที่ 2 วินาทีคืออะไร?

พลังงานจลน์ของวัตถุที่มีมวล 5 กก. จะเปลี่ยนจาก 72 J เป็น 480 J ตลอด 12 วินาที แรงกระตุ้นบนวัตถุที่ 2 วินาทีคืออะไร?
Anonim

ตอบ:

สมมติว่าพลังงานจลน์เพิ่มขึ้นในอัตราคงที่ หลังจาก 2 วินาทีแรงกระตุ้นบนวัตถุก็น่าจะเป็น # 10.58 quad Kg cdot m / s #

คำอธิบาย:

แรงกระตุ้นที่กระทำกับวัตถุเท่ากับการเปลี่ยนแปลงในโมเมนตัม

# Imp = Delta p = m (v_f-v_i) #

พลังงานจลน์เริ่มต้นของวัตถุคือ 72 J ดังนั้น

# 72J = 1/2 m v_i ^ 2 quad quad implies v_i = 5.37m / s #

ในการหาแรงกระตุ้นบนวัตถุที่ 2s เราจำเป็นต้องค้นหาความเร็วของวัตถุ # v_f #ที่ 2 วิ

เราได้รับการบอกว่าพลังงานจลน์เปลี่ยนแปลงไปอย่างต่อเนื่อง พลังงานจลน์เปลี่ยนไป # (480J-72J = 408J) # มากกว่า 12 วินาที

ซึ่งหมายความว่าพลังงานจลน์เปลี่ยนแปลงในอัตรา:

# {408J} / {12 s} = 34J / s #

ภายในสองวินาทีพลังงานจลน์จะเพิ่มขึ้น # 34J / วินาที * 2s = 68J #

ดังนั้นที่ 2s พลังงานจลน์คือ # (72J + 68J) = 140J #. สิ่งนี้ช่วยให้เราแก้ปัญหาสำหรับ # v_f # ที่ 2 วินาที

# 140J = 1 / 2mv_f ^ 2 quad quad implies v_f = 7.48 m / s #

ตอนนี้เราต้องทำให้แน่ใจ # v_f # และ # v_i # มีสัญญาณที่ถูกต้องเมื่อเราพบ # Delta p #. สมมติว่าพลังงานจลน์เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง # v_f # และ # v_i # จะไปในทิศทางเดียวกันและมีเครื่องหมายเหมือนกัน

แทน # ม #, # v_i #และ # v_f # เพื่อแก้ปัญหาแรงกระตุ้น

# Imp = Delta p = (5 Kg) (7.48m / s-5.37m / s) = 10.58 quad Kg cdot m / s #