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/ Investigating Forces & Motion / Investigating Forces and Motion (1998)(Granada Learning).iso / data / topic6 / example.dat < prev    next >
INI File  |  1998-02-16  |  3KB  |  83 lines
  1. [general]
  2.  
  3. [page1]
  4. type:0
  5. caption:\
  6. <img src="6ex1" align=center><p>\
  7. A truck with a mass of 5.0 kg is accelerated by an average force of 20 \
  8. N along a 3.0m track. Calculate the truck's kinetic energy and its \
  9. speed at the end of the track.<p>\
  10. work done = <i>F</i> x <i>d</i><p>\
  11. = 20 x 3.0<p>\
  12. = 60 J<p>\
  13. Asuming negligible friction, the work done is equal to the kinetic \
  14. energy gained, so:<p>\
  15. <i>E<sub>k</sub></i> = 60 J<p>\
  16. If kinetic energy = <i>½mv<sup>2</sup></i>, then:<p>\
  17. <i>v</i> = <img src="6sqrt">(2 <i>E<sub>k</sub> / m</i>).<p>\
  18. = <img src="6sqrt">(2 x 60 / 5)<p>\
  19. = 4.9 m/s<p>
  20.  
  21. [page2]
  22. type:0
  23. caption:\
  24. <img src="6ex2" align=center><p>\
  25. A steel ball (m = 0.5 kg) is released from rest on a curved \
  26. semicircular chute. It rolls to and fro, up and down. The vertical \
  27. distance from the top of the chute to the base is 1.0 m.<p>\
  28. What is the ball's potential energy at the top of the chute?<p>\
  29. Using <i>E<sub>g</sub></i> = <i>mgh</i> and taking <i>g</i> = 10 \
  30. m/s<sup>2</sup>,<p>\
  31. <i>E<sub>g</sub></i> = 0.5 x 10 x 1.0 = 5.0 J<p>
  32.  
  33. [page3]
  34. type:0
  35. caption:\
  36. <img src="6ex2" align=center><p>\
  37. A steel ball (m = 0.5 kg) is released from rest on a curved \
  38. semicircular chute. It rolls to and fro, up and down. The vertical \
  39. distance from the top of the chute to the base is 1.0 m.<p>\
  40. Assuming friction is negligible, use the priciple of conservation of \
  41. energy to calculate the ball's kinetic energy at the bottom of the \
  42. chute.<p>\
  43. In the absence of friction, the total energy of the ball is constant. \
  44. Initially, the ball has 5.0 J of potential energy (see example 2). As \
  45. it falls and speeds up, its potential energy is converted into kinetic \
  46. energy. At the bottom of the chute, all the potential energy has been \
  47. converted into kinetic energy, so:<p>\
  48. <i>E<sub>k</sub></i> = 5.0 J<p>
  49.  
  50. [page4]
  51. type:0
  52. caption:\
  53. <img src="6ex4" align=center><p>\
  54. A steel ball (m = 0.5 kg) is released from rest on a curved \
  55. semicircular chute. It rolls to and fro, up and down. The vertical \
  56. distance from the top of the chute to the base is 1.0 m.<p>\
  57. What are the ball's potential and kinetic energies when it is at point \
  58. X halfway down the chute?<p>\
  59. At the top of the chute the ball's potential energy is 5.0 J (see \
  60. example 2). Halfway down the chute, h = 0.5 m, and the ball's \
  61. potential energy is given by:<p>\
  62. <i>E<sub>g</sub> = mgh</i> = 0.5 x 10 x 0.5 = 2.5 J<p>\
  63. Now, since energy is conserved,<p>\
  64. potential energy loss = kinetic energy gain.<p>\
  65. Therefore:<p>\
  66. <i>E<sub>k</sub></i> = 5.0 - 2.5 = 2.5 J<p>
  67.  
  68. [page5]
  69. type:0
  70. caption:\
  71. A weightlifter lifts a 100 kg mass through a height of 2.0 m in 2.0 s. \
  72. What is the average power of his lift? (Assume <i>g</i> = 10 \
  73. m/s<sup>2</sup>).<p>\
  74. By lifting weights, the lifter increases their gravitational potential \
  75. energy:<p>\
  76. increase in potential energy = <i>mgh</i><p>\
  77. = 100 x 10 x 2.0<p>\
  78. = 2 000 J<p>\
  79. power = energy transferred / time<p>\
  80. = 2 000 / 2.0<p>\
  81. = 1 000 W (or 1 kW)<p>
  82.  
  83.