Dæmi

9.1 Vinna, afl og vinnu-hreyfiorkusetningin

Verkefni 14. Hafnaboltaleikmaður beitir 100 N krafti á bolta yfir vegalengdina 0,5 m þegar hann kastar honum. Ef boltinn hefur massann 0,15 kg, hver er hraði hans þegar hann fer úr hendi leikmannsins?

1. −36,5 m/s
2. −25,8 m/s
3. 25,8 m/s
4. 36,5 m/s

Verkefni 15. Drengur ýtir litlu systur sinni á sleða. Sleðinn eykur hraðann úr 0 í 3,2 m/s. Ef samanlagður massi systur hans og sleðans er 40,0 kg og aflið sem myndaðist var 18 W, hversu lengi ýtti drengurinn sleðanum?

1. 205 s
2. 128 s
3. 23 s
4. 11 s

9.2 Vélræn orka og varðveisla orku

Verkefni 16. Hver er hreyfiorka 0,01 kg byssukúlu sem ferðast með hraðanum 700 m/s?

1. 3,5 J
2. 7 J
3. 2,45 × 10³ J
4. 2,45 × 10⁵ J

Verkefni 17. Marmarakúla rúllar eftir flötu yfirborði með hraðanum 2 m/s. Hún byrjar að rúlla upp skáplan. Ef horft er fram hjá snúningshreyfiorku og núningi, hver verður lóðrétt hæð kúlunnar þegar hún stöðvast áður en hún rúllar aftur niður?

1. 0,1 m
2. 0,2 m
3. 0,4 m
4. 2 m

Verkefni 18. Stöðuorkan sem geymd er í samþjöppuðum gormi er U = 1/2 kx², þar sem k er gormstuðullinn og x er vegalengdin sem gormurinn er þjappaður frá jafnvægisstöðu. Fjórar tilraunauppsetningar hér að neðan má nota til að ákvarða gormstuðul gorms. Hver þeirra krefst mælingar á fæstum breytum til að ákvarða k? Gerðu ráð fyrir að þyngdarhröðun sé þekkt.

• I. Hlut er skotið lóðrétt upp af samþjöppuðum gormi.
• II. Hlut er skotið lárétt eftir núningslausu yfirborði af samþjöppuðum gormi.
• III. Hlutur hangir kyrr í gormi.
• IV. Hlutur sem hangir í gormi er settur í sveiflu.

1. Aðeins I
2. Aðeins III
3. Aðeins I og II
4. Aðeins III og IV

9.3 Einfaldar vélar

Verkefni 19. Maður notar fleyg til að kljúfa viðarkubb með því að slá á fleyginn með hamri. Þetta rekur fleyginn inn í viðinn og myndar sprungu. Þegar hann slær á fleyginn með kraftinum 400 N færist fleygurinn 4 cm inn í viðinn. Fleygurinn beitir þá 1.400 N krafti til hliðar og eykur breidd sprungunnar um 1 cm. Hver er nýtni fleygsins?

1. 0,875 prósent
2. 0,14
3. 0,751
4. 87,5 prósent

Verkefni 20. Rafvirki grípur um handföng vírklippa 10 cm frá snúningspunkti og setur vír á milli kjálkanna 2 cm frá snúningspunkti. Ef klippiblöðin eru 2 cm breið og 0,3 cm þykk, hver er heildarfræðilegur vélrænn ávinningur (IMA) þessarar samsettu vélar?

1. 1,34
2. 1,53
3. 33,3
4. 33,5