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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.