Физика и астрономия · 8 клас · урок 4 от 5

Потенциална енергия

Потенциалната енергия е енергията на тяло, дължаща се на положението му или на деформацията му. Тяло, издигнато на височина h над избрано нулево ниво, има потенциална енергия Ep = mgh. Стойността ѝ зависи от това кое ниво сме избрали за нулево. Разтегнатата или свита пружина също има потенциална енергия, защото е еластично деформирана.

Работен лист за печат

Какво да запомним

  • Ep = mgh, g ≈ 10 m/s2.
  • Потенциалната енергия се отчита спрямо избрано нулево ниво.
  • Работата на силата на тежестта е равна на намалението на Ep.
  • Деформираната пружина има потенциална енергия на еластична деформация.

Пример

Книга 1 kg на рафт 2 m над пода: Ep = 1·10·2 = 20 J спрямо пода.

Проверете се: 15 въпроса

Натиснете въпроса, за да видите верния отговор и обяснението.

  1. Коя формула дава потенциалната енергия на тяло, вдигнато на височина h?
    • Ep = mgh
    • Ep = mv2/2
    • Ep = mg/h
    • Ep = mh/g

    Отговор: Ep = mgh

    Потенциалната енергия е равна на работата на силата на тежестта при спускане до нулевото ниво.

  2. Книга с маса 1 kg е на рафт на височина 2 m над пода. Каква е потенциалната ѝ енергия спрямо пода? (g = 10 m/s2)
    • 2 J
    • 20 J
    • 200 J
    • 10 J

    Отговор: 20 J

    Ep = mgh = 1·10·2 = 20 J.

  3. Как се изменя потенциалната енергия на тяло, ако го вдигнем три пъти по-високо?
    • Увеличава се 9 пъти
    • Не се изменя
    • Увеличава се 3 пъти
    • Намалява 3 пъти

    Отговор: Увеличава се 3 пъти

    Ep = mgh е право пропорционална на височината h.

  4. Притежава ли потенциална енергия разтегната пружина?
    • Не, само вдигнатите тела имат
    • Само ако пружината се движи
    • Да, потенциална енергия на еластична деформация
    • Само ако пружината е нагрята

    Отговор: Да, потенциална енергия на еластична деформация

    Деформираното еластично тяло може да извърши работа, докато се връща в началната си форма.

  5. Камък с маса 3 kg пада от височина 20 m до височина 5 m. Каква работа извършва силата на тежестта? (g = 10 m/s2)
    • 600 J
    • 150 J
    • 450 J
    • 750 J

    Отговор: 450 J

    A = mg(h1 − h2) = 3·10·15 = 450 J.

  6. Какъв вид механична енергия има водата в язовир, разположен високо в планината?
    • Потенциална енергия
    • Кинетична енергия
    • Ядрена енергия
    • Светлинна енергия

    Отговор: Потенциална енергия

    Водата е издигната над долината и има потенциална енергия, която във ВЕЦ се превръща в електрическа.

  7. От какво зависи потенциалната енергия на тяло, издигнато над Земята?
    • От скоростта му
    • Само от цвета му
    • Само от обема му
    • От масата и височината му

    Отговор: От масата и височината му

    Ep = mgh, т.е. зависи от масата, височината и земното ускорение.

  8. Тяло с маса 4 kg има потенциална енергия 200 J спрямо земята. На каква височина е? (g = 10 m/s2)
    • 50 m
    • 5 m
    • 8 m
    • 0,5 m

    Отговор: 5 m

    h = Ep/(mg) = 200/40 = 5 m.

  9. Как се изменя потенциалната енергия на тяло, ако масата му се удвои, а височината му намалее 2 пъти?
    • Увеличава се 4 пъти
    • Не се изменя
    • Намалява 4 пъти
    • Удвоява се

    Отговор: Не се изменя

    Ep = mgh: удвояването на масата и намаляването на височината 2 пъти взаимно се компенсират.

  10. Камък с маса 1 kg е на балкон 6 m над земята. Каква е потенциалната му енергия спрямо дъното на шахта, което е 4 m под земята? (g = 10 m/s2)
    • 60 J
    • 20 J
    • 40 J
    • 100 J

    Отговор: 100 J

    Височината спрямо дъното на шахтата е 6 + 4 = 10 m, затова Ep = 1 · 10 · 10 = 100 J.

  11. Има ли потенциална енергия спрямо земята топка, която лежи на земята?
    • Да, най-голяма
    • Да, отрицателна
    • Не, нулева е
    • Зависи от скоростта

    Отговор: Не, нулева е

    На нулевото ниво h = 0, затова Ep = 0.

  12. Тяло с маса 3 kg е на височина 4 m. Каква е потенциалната му енергия? (g = 10 m/s2)
    • 12 J
    • 120 J
    • 7 J
    • 1200 J

    Отговор: 120 J

    Ep = mgh = 3 · 10 · 4 = 120 J.

  13. Кое тяло притежава потенциална енергия на еластична деформация?
    • Опънат лък
    • Летяща птица
    • Кола в движение
    • Студена вода

    Отговор: Опънат лък

    Опънатият лък е деформиран и може да извърши работа, като изстреля стрела.

  14. Как се изменя Ep на тяло, когато се спуска надолу?
    • Увеличава се
    • Не се изменя
    • Става отрицателна винаги
    • Намалява

    Отговор: Намалява

    Височината намалява, а силата на тежестта извършва положителна работа.

  15. Тяло има Ep = 600 J на височина 20 m. Каква е масата му? (g = 10 m/s2)
    • 30 kg
    • 12 kg
    • 3 kg
    • 300 kg

    Отговор: 3 kg

    m = Ep/(gh) = 600/(10 · 20) = 3 kg.