Upload
others
View
1
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
1
Zadatak 261 (Mia strukovna škola) Lopta mase 02 kg slobodno pada s visine 5 m Odredite kinetičku energiju lopte pri udaru o
tlo Otpor zraka zanemarujemo (g = 10 ms2)
Rješenje 261
m = 02 kg h = 5 m g = 10 ms2 Ek =
Potencijalna energija je energija mentildeudjelovanja tijela Ona ovisi o mentildeusobnom položaju tijela ili o
mentildeusobnom položaju dijelova tijela U polju sile teže tijelo mase m ima gravitacijsku potencijalnu
energiju
E m g hgp = sdot sdot
gdje je g akceleracija slobodnog pada a h vertikalna udaljenost tijela od mjesta gdje bi prema
dogovoru tijelo imalo energiju nula
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
bull Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast
nekog drugog oblika energije
Jednoliko ubrzano gibanje duž puta s jest gibanje za koje vrijedi izraz
22 v a s= sdot sdot
gdje su v brzina za tijelo pošto se pokrenulo iz mirovanja i gibalo jednoliko ubrzano akceleracijom a
za vrijeme t
Slobodni pad je jednoliko ubrzano pravocrtno gibanje sa početnom brzinom v0 = 0 ms i konstantnom
akceleracijom a = g = 981 ms2 Za slobodni pad vrijedi izraz
22 v g h= sdot sdot
gdje su v brzina pada h visina pada g ubrzanje sile teže
1inačica
Budući da je otpor zraka zanemaren zbog zakona o očuvanju energije gravitacijska potencijalna
energija Egp koju tijelo ima na početnoj visini h jednaka je kinetičkoj energiji Ek koju tijelo ima pri
udaru o tlo
02 10 5 10 2
E m g hgp mE m g h kg m J
kE Egp sk
= sdot sdotrArr = sdot sdot = sdot sdot =
=
2inačica
Kinetička energija lopte pri udaru o tlo iznosi
metoda2
supstitucije 2
1 21 1
2 222
2
E m vk
E m g h E m g hk k
v g h
= sdot sdotrArr rArr = sdot sdot sdot sdot rArr = sdot sdot sdot sdot rArr
= sdot sdot
02 10 5 10 2
mE m g h kg m J
ks
rArr = sdot sdot = sdot sdot =
Vježba 261 Lopta mase 01 kg slobodno pada s visine 10 m Odredite kinetičku energiju lopte pri udaru o
tlo Otpor zraka zanemarujemo (g = 10 ms2)
Rezultat 10 J
2
Zadatak 262 (TNT medicinska škola)
Koja veličina ima jedinicu kg m2 s
-2
Sila Količina gibanja Impuls sile RadA B C D
Rješenje 262
Jedinica za
bull duljinu je metar
[ ]s m=
bull vrijeme je sekunda
[ ]t s=
bull masu je kilogram
[ ]m kg=
bull brzinu je metar u sekundi
[ ] 1mv m s
s
minus= = sdot
bull akceleraciju je metar u sekundi na kvadrat
[ ]2
2m
a m s
s
minus= = sdot
Sila je fizikalna veličina kojom se opisuje mentildeudjelovanje tijela i njegove okoline koje može
uzrokovati promjenu brzine ili oblika tijela
Matematički se računa
F m a= sdot
Jedinica za silu je
[ ] [ ] [ ] [ ] [ ] 2
2
mF m a F kg F kg m s
s
minus= sdot rArr = sdot rArr = sdot sdot
Količina gibanja je vektorska fizikalna veličina koja odrentildeuje inertnost pri gibanju neke mase tvari
Matematički se računa p m v= sdot
Jedinica za količinu gibanja je
[ ] [ ] [ ] [ ] [ ] 1
mp m v p kg p kg m s
s
minus= sdot rArr = sdot rArr = sdot sdot
Impuls sile vektorska je fizikalna veličina koja opisuje djelovanje sile na tijelo
Matematički se računa
I F t= sdot
Jedinica za impuls sile je
[ ] [ ] [ ] [ ] [ ]2 1I F t I kg m s s I kg m s
minus minus= sdot rArr = sdot sdot sdot rArr = sdot sdot
Rad je skalarna fizikalna veličina kojom se iskazuje djelovanje sile na putu
Matematički se računa
W F s= sdot
Jedinica za rad je
[ ] [ ] [ ] [ ] [ ]2 2 2W F s W kg m s m W kg m s
minus minus= sdot rArr = sdot sdot sdot rArr = sdot sdot
Odgovor je pod D
Vježba 262 Koja veličina ima jedinicu kg m s
-2
Sila Količina gibanja Impuls sile RadA B C D
Rezultat A
3
Zadatak 263 (Rony gimnazija)
Jabuka mase m = 01 kg padne s visine h = 2 m na oprugu Ona se zbog toga stisne za
y = 10 cm Kolika je konstanta k opiranja opruge Za akceleraciju sile teže uzmite 10 ms2
10 40 100 400N N N N
A B C Dm m m m
Rješenje 263
m = 01 kg h = 2 m y = 10 cm = 01 m g = 10 ms2 k =
Potencijalna energija je energija mentildeudjelovanja tijela Ona ovisi o mentildeusobnom položaju
tijela ili o mentildeusobnom položaju dijelova tijela U polju sile teže tijelo mase m ima gravitacijsku
potencijalnu energiju
E m g hgp = sdot sdot
gdje je g akceleracija slobodnog pada a h vertikalna udaljenost tijela od mjesta gdje bi prema
dogovoru tijelo imalo energiju nula
Titranje je periodično gibanje oko ravnotežnog položaja Periodično gibanje je gibanje koje se
ponavlja nakon odrentildeenog vremenskog intervala (perioda) Najjednostavnije titranje je harmoničko
titranje tj titranje koje uzrokuje harmonijska (elastična) sila Ona je razmjerna pomaku iz ravnotežnog
položaja
F k x= minus sdot
Pomaknemo li oprugu iz ravnotežnog položaja stiskanjem ili rastezanjem ona titra oko tog položaja
Svaki pomak od ravnotežnog položaja nazivamo elongacijom a najveći pomak od položaja ravnoteže
nazivamo amplitudom Elastična potencijalna energija opruge dana je formulom
1 2
2E k xep = sdot sdot
gdje je x pomak od ravnotežnog položaja k koeficijent elastičnosti opruge
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
bull Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast
nekog drugog oblika energije
y
h
Kada jabuka padne s visine h na oprugu gravitacijska potencijalna energija jabuke Egp zbog zakona
održanja energije transformirat će se u elastičnu potencijalnu energiju Eep opruge
4
2
1 1 22 2
22 22
m g hE E m g h k y m g h
y
k y kgp epy
sdot sdot sdot= rArr sdot sdot = sdot sdot rArr sdot sdot = sdot sdot sdot rArr = rArr
( )
2 01 10 222
400 2 2
01
mkg m
m g h Nskmy m
sdot sdot sdotsdot sdot sdot
rArr = = =
Odgovor je pod D
Vježba 263
Jabuka mase m = 02 kg padne s visine h = 1 m na oprugu Ona se zbog toga stisne za
y = 10 cm Kolika je konstanta k opiranja opruge Za akceleraciju sile teže uzmite 10 ms2
10 40 100 400N N N N
A B C Dm m m m
Rezultat D
Zadatak 264 (Helena srednja škola)
Na tijelo djeluje sila od 103 N tako da se ono giba brzinom 10 ms Kolika je snaga kojom
djeluje sila
3 1000 10 10 10A W B kW C kJ D kW
Rješenje 264
F = 103 N v = 10 ms P =
Brzinu rada izražavamo snagom Snaga P jednaka je omjeru rada W i vremena t za koje je rad
obavljen tj
W
Pt
=
Za trenutnu snagu možemo pisati
P F v= sdot
pri čemu je v trenutna brzina
Snaga kojom djeluje sila iznosi
3 310 10 10 10 10
mP F v N W kW
s= sdot = sdot = sdot =
Odgovor je pod B
Vježba 264
Na tijelo djeluje sila od 1 kN tako da se ono giba brzinom 36 kmh Kolika je snaga kojom
djeluje sila
3 1000 10 10 10A W B kW C kJ D kW
Rezultat B
Zadatak 265 (Helena srednja škola)
Osoba vuče teret silom F Graf prikazuje ovisnost sile F o pomaku tereta d Sila i pomak su na
istom pravcu Koliki je rad obavljen pri pomaku od 2 m
10 7 5 25A J B J C J D J
5
F N
d m
1
2
3
4
5
54320 1
Rješenje 265
a = 2 b = 5 W = P =
Tijelo obavlja rad W ako djeluje nekom silom F na putu s na drugo tijelo Ako sila djeluje u smjeru
gibanja tijela vrijedi
W F s= sdot
Ploština ispod krivulje sile u F s ndash grafu brojčano odgovara obavljenom radu
W
s
F
s1 s2 Trokut je dio ravnine omentildeen s tri dužine Te dužine zovemo stranice trokuta Pravokutni trokuti
imaju jedan pravi kut (90ordm)
Ploština pravokutnog trokuta čije su katete a i b dana je formulom
2
a bP
sdot=
Obavljeni rad po iznosu jednak je ploštini pravokutnog trokuta
W
F N
d md m
F N
1
2
3
4
5
5432
1
2
3
4
5
54320 1 0 1
2 52 5
2 55
2 22
a ba b
a bP W W Ja b
W
W P
= == =
sdot sdot= rArr rArr = rArr =sdot
=
=
Odgovor je pod C
Vježba 265
Osoba vuče teret silom F Graf prikazuje ovisnost sile F o pomaku tereta d Sila i pomak su na
istom pravcu Koliki je rad obavljen pri pomaku od 4 m
10 7 5 25A J B J C J D J
6
F N
d m
1
2
3
4
5
54320 1
Rezultat A
Zadatak 266 (Marija srednja škola)
U opruzi je pohranjena energija 25 J uz produljenje 125 cm Kolikom je silom djelovano na
oprugu
Rješenje 266
Eep = 25 J s = 125 cm = 125 m F =
Ako tijelo obješeno o elastičnu oprugu izvučemo iz položaja ravnoteže za neki pomak s i pustimo ga
ono će harmonijski titrati Za svako tijelo koje se giba poput tijela na opruzi što uzrokuje sila upravno
proporcionalna pomaku s smjera suprotnoga pomaku kažemo da harmonijski titra
Elastična sila je sila kojom se tijelo opire deformaciji zbog djelovanja vanjske sile F i razmjerna je
pomaku iz ravnotežnog položaja s
F k srarr rarr
= minus sdot
Iznos elastične sile je
F k s= minus sdot
gdje je k konstanta elastičnosti opruge
Potencijalna energija elastične deformacije opruge konstante k kojoj se duljina djelovanjem sile F
smanjila ili povećala za s
1 2
2E k sep = sdot sdot
Računamo silu kojom se djelovalo na oprugu
2 metoda2
sup
21 21 2222
stitucije
EepE k s kE k s epep
s
F k s F k
s
s F k s
sdot= sdot sdot == sdot sdot
rArr rArr rArr rArr
= sdot = sdot =
sdot
sdot
2 2 2 2540
2 125
E E Jep epF s F N
s ms
sdot sdot sdotrArr = sdot rArr = = =
Vježba 266
U opruzi je pohranjena energija 50 J uz produljenje 250 cm Kolikom je silom djelovano na
oprugu
Rezultat 40 N
7
Zadatak 267 (Marija srednja škola)
Koliko iznosi konstanta opruge koja se produlji za 05 m pod djelovanjem sile 200 N
Rješenje 267
s = 05 m F = 200 N k =
Ako tijelo obješeno o elastičnu oprugu izvučemo iz položaja ravnoteže za neki pomak s i pustimo ga
ono će harmonijski titrati Za svako tijelo koje se giba poput tijela na opruzi što uzrokuje sila upravno
proporcionalna pomaku s smjera suprotnoga pomaku kažemo da harmonijski titra
Elastična sila je sila kojom se tijelo opire deformaciji zbog djelovanja vanjske sile F i razmjerna je
pomaku iz ravnotežnog položaja s
F k srarr rarr
= minus sdot
Iznos elastične sile je
F k s= minus sdot
gdje je k konstanta elastičnosti opruge
Konstanta opruge iznosi
200400
0
1
5
F N NF k s F k s k
s m ms= sdot rArr = =sdotsdot rArr = =
Vježba 267
Koliko iznosi konstanta opruge koja se produlji za 1 m pod djelovanjem sile 400 N
Rezultat 400 N
m
Zadatak 268 (Marija srednja škola)
Za sabijanje elastične opruge za 1 cm potrebno je djelovati silom od 30 N Koliku energiju je
potrebno uložiti za sabijanje iste opruge za 15 cm
Rješenje 268
s1 = 1 cm = 001 m F = 30 N s2 = 15 cm = 015 m Eep =
Ako tijelo obješeno o elastičnu oprugu izvučemo iz položaja ravnoteže za neki pomak s i pustimo ga
ono će harmonijski titrati Za svako tijelo koje se giba poput tijela na opruzi što uzrokuje sila upravno
proporcionalna pomaku s smjera suprotnoga pomaku kažemo da harmonijski titra
Elastična sila je sila kojom se tijelo opire deformaciji zbog djelovanja vanjske sile F i razmjerna je
pomaku iz ravnotežnog položaja s
F k srarr rarr
= minus sdot
Iznos elastične sile je
F k s= minus sdot
gdje je k konstanta elastičnosti opruge
Potencijalna energija elastične deformacije opruge konstante k kojoj se duljina djelovanjem sile F
smanjila ili povećala za s
1 2
2E k sep = sdot sdot
Računamo energiju potrebnu za sabijanje opruge
1
metoda1
supstitucije
111
1 21 12 222 2 22 2
FF k s kF k s
s
E k sepE k s E k sep e
s
p
= sdot == sdot
rArr rArr rArr rArr= sdot sdot
= sdot
sdot
sdot = sdot sdot
( )1 30 2
015 3375 2 001
NE m Jep
mrArr = sdot sdot =
8
Vježba 268
Za sabijanje elastične opruge za 2 cm potrebno je djelovati silom od 60 N Koliku energiju je
potrebno uložiti za sabijanje iste opruge za 15 cm
Rezultat 3375 J
Zadatak 269 (Barbara gimnazija)
Automobil vozi po horizontalnom putu brzinom 60 kmh Vozač stisne kočnicu i automobil se
zaustavi na putu od 20 m Koliki put bi prešao do zaustavljanja da mu je brzina bila 120 kmh Sila
koja zaustavlja automobil jednaka je u oba slučaja
20 40 60 80A m B m C m D m
Rješenje 269
v1 = 60 kmh s1 = 20 m v2 = 120 kmh = 2 v1 F = konst s2 =
Drugi Newtonov poučak Ako na tijelo djeluje stalna sila u smjeru njegova gibanja tijelo ima
akceleraciju koja je proporcionalna sili a obrnuto proporcionalna masi tijela te ima isti smjer kao i
sila
F
a F m am
= rArr = sdot
Jednoliko ubrzano gibanje duž puta s jest gibanje za koje vrijedi izraz
22 v a s= sdot sdot
gdje je v brzina za tijelo pošto se pokrenulo iz mirovanja i gibalo jednoliko ubrzano akceleracijom a za
vrijeme t Za jednoliko usporeno gibanje vrijedi isti izraz
Budući da je sila koja zaustavlja automobil jednaka u oba slučaja i akceleracija je jednaka Iz sustava
jednadžbi dobije se traženi put s2
2po2
d2 2 22 ijel 21 1 2 2 2 2 2 22 2 22
imo
jednadžbe 22 1 1 12
1 1 12 2
v a s v a s v s v s
a s s sv v vv a s
a
a
= sdot sdot sdot sdot sdotrArr rArr = rArr = rArr = rArr
sdot sdot sdot= sdot sdot
sdot
sdot
2 2 2 222
2 2 2 2 2 2 2 12 1 2 12
1 1 1 1 1
1 11
1s
s v s v s v v vs s s s
s s v s v v vv
sdotrArr = rArr = rArr = rArr = sdot rArr = sdot rArrsdot
22 2
2 20 4 80 2 1
12 1
1s sv
vs s m m
sdotrArr = sdot rArr = sdot = sdot =
Odgovor je pod D
Vježba 269
Automobil vozi po horizontalnom putu brzinom 50 kmh Vozač stisne kočnicu i automobil se
zaustavi na putu od 20 m Koliki put bi prešao do zaustavljanja da mu je brzina bila 100 kmh Sila
koja zaustavlja automobil jednaka je u oba slučaja
20 40 60 80A m B m C m D m
Rezultat D
Zadatak 270 (Barbara gimnazija)
Da se automobil ubrza iz stanja mirovanja do brzine 10 ms treba uložiti rad W0 Zanemarite
li silu trenja i otpor zraka koliko je rada potrebno uložiti da se automobil ubrza od brzine 10 ms do
brzine 30 ms
8 4 3 20 0 0 0
A W B W C W D Wsdot sdot sdot sdot
Rješenje 270
v0 = 0 ms v1 = 10 ms W0 v2 = 30 ms W =
9
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Kad tijelo obavlja rad mijenja mu se energija Promjena energije tijela jednaka je utrošenom radu
Da bi se tijelu povećala kinetička energija mora okolica na njemu obaviti rad Ako se tijelu smanjuje
kinetička energija tijelo obavlja rad
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
bull Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast
nekog drugog oblika energije
Rad je jednak promjeni energije
Da se automobil ubrza iz stanja mirovanja do brzine v1 treba uložiti rad W0
1 1 1 1 12 2 2 2 20
0 1 0 0 1 0 12 2 2 2 2W m v m v W m v m W m v= sdot sdot minus sdot sdot rArr = sdot sdot minus sdot sdot rArr = sdot sdot
Da se automobil ubrza od brzine v1 do brzine v2 treba uložiti rad W
( )1 1 12 2 2 2
2 1 2 12 2 2W m v m v W m v v= sdot sdot minus sdot sdot rArr = sdot sdot minus
Iz sustava jednadžbi dobije se uloženi rad W
( )( ) ( )1
podijelimo 21jednadžbe
1 2 1 2 2 2 20 1 2 1 2 12 2
1 2 21 2 2 0 01 12 1 22 2
mW m v m v v v vW W
W WW mm v vm v v
= sdot sdot sdot sdot minus sdot minus
rArr rArr = rArr = rArr
sdot sdot sdot= sdot sdot minus
sdot
sdot
2 2 2 2 2 22 1 2 1 2 1
02 2 20 01 1 1
0
v vW
v v v vW WW W
W Wv v v
sdotminus minus minus
rArr = rArr = rArr = sdot rArr
2 2
30 10
8 0 02
10
m m
s sW W W W
m
s
minus
rArr = sdot rArr = sdot
Odgovor je pod A
Vježba 270
Da se automobil ubrza iz stanja mirovanja do brzine 10 ms treba uložiti rad W0 Zanemarite
li silu trenja i otpor zraka koliko je rada potrebno uložiti da se automobil ubrza od brzine 10 ms do
brzine 20 ms
8 4 3 20 0 0 0
A W B W C W D Wsdot sdot sdot sdot
Rezultat C
Zadatak 271 (Barbara gimnazija)
Da se automobil ubrza iz stanja mirovanja do brzine 10 ms treba uložiti rad W0 Zanemarite
li silu trenja i otpor zraka koliko je rada potrebno uložiti da se automobil zaustavi kada ima brzinu
30 ms
2 4 8 90 0 0 0
A W B W C W D Wsdot sdot sdot sdot
10
Rješenje 271
v0 = 0 ms v1 = 10 ms W0 v2 = 30 ms W =
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Kad tijelo obavlja rad mijenja mu se energija Promjena energije tijela jednaka je utrošenom radu
Da bi se tijelu povećala kinetička energija mora okolica na njemu obaviti rad Ako se tijelu smanjuje
kinetička energija tijelo obavlja rad
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
bull Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast
nekog drugog oblika energije
Rad je jednak promjeni energije
Da se automobil ubrza iz stanja mirovanja do brzine v1 treba uložiti rad W0
1 1 1 1 12 2 2 2 20
0 1 0 0 1 0 12 2 2 2 2W m v m v W m v m W m v= sdot sdot minus sdot sdot rArr = sdot sdot minus sdot sdot rArr = sdot sdot
Da se automobil zaustavi kada ima brzinu v2 treba uložiti rad W
1 1 1 1 12 2 2 2 20
2 0 2 22 2 2 2 2W m v m v W m v m W m v= sdot sdot minus sdot sdot rArr = sdot sdot minus sdot sdot rArr = sdot sdot
(gledamo samo iznos rada pa je predznak pozitivan)
Iz sustava jednadžbi dobije se uloženi rad W
1podijelimo 2
1jednadžbe
2
1 2 1 2 2 20 1 2 22 2 2
21 2 21 2 0 0 0 11 12 22
W m v m v v vW W W
W W W vm v vW m
m
mv
= sdot sdot sdot sdot sdot
rArr rArr = rArr = rArr = rArr
sdot sdot sdot= sdot sdot
sdot
sdot
22 2 2 30
2 2 2 9 0 0 0
0
0
1 0 1 1 10
mv v vW W sW W W W W W
mW v W vW
v
s
rArr = rArr = rArr = sdot rArr sdot rArr =sdot = sdot
Odgovor je pod D
Vježba 271
Da se automobil ubrza iz stanja mirovanja do brzine 10 ms treba uložiti rad W0 Zanemarite
li silu trenja i otpor zraka koliko je rada potrebno uložiti da se automobil zaustavi kada ima brzinu
20 ms
2 4 8 90 0 0 0
A W B W C W D Wsdot sdot sdot sdot
Rezultat B
Zadatak 272 (Ante srednja škola)
Automobil mase 800 kg ubrza iz stanja mirovanja do brzine 108 kmh za 10 s Kolika je
srednja snaga motora potrebna za ubrzavanje
Rješenje 272
m = 800 kg v0 = 0 ms v1 = 108 kmh = [108 36] = 30 ms t = 10 s P =
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
11
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Kad tijelo obavlja rad mijenja mu se energija Promjena energije tijela jednaka je utrošenom radu
Da bi se tijelu povećala kinetička energija mora okolica na njemu obaviti rad Ako se tijelu smanjuje
kinetička energija tijelo obavlja rad
Brzinu rada izražavamo snagom Snaga P jednaka je omjeru rada W i vremena t za koje je rad
obavljen tj
W
Pt
=
Računamo srednju snagu motora Rad je jednak promjeni energije pa vrijedi
( )1 1 12 2 2 21 0 1 02 2 2
W E m v m v m v vk EkP P PW
t t tPt
= ∆ sdot sdot minus sdot sdot sdot sdot minus∆rArr = rArr = rArr = =
=
2 21
800 30 02
36000 36 10
m mkg
s s
W kWs
sdot sdot minus
= = =
Vježba 272
Automobil mase 1600 kg ubrza iz stanja mirovanja do brzine 108 kmh za 20 s Kolika je
srednja snaga motora potrebna za ubrzavanje
Rezultat 36 kW
Zadatak 273 (Ante srednja škola)
Dizalica snage 1800 W podiže tijelo mase 200 kg na visinu 20 m Koliko dugo traje
podizanje (ubrzanje sile teže g = 10 ms2)
Rješenje 273
P = 1800 W m = 200 kg h = 20 m g = 10 ms2 t =
Potencijalna energija je energija mentildeudjelovanja tijela Ona ovisi o mentildeusobnom položaju tijela ili o
mentildeusobnom položaju dijelova tijela U polju sile teže tijelo mase m ima gravitacijsku potencijalnu
energiju
E m g hgp = sdot sdot
gdje je g akceleracija slobodnog pada a h vertikalna udaljenost tijela od mjesta gdje bi prema
dogovoru tijelo imalo energiju nula
Kad tijelo obavlja rad mijenja mu se energija Promjena energije tijela jednaka je utrošenom radu
Brzinu rada izražavamo snagom Snaga P jednaka je omjeru rada W i vremena t za koje je rad
obavljen tj
W
Pt
=
Računamo vrijeme podizanja tijela Rad je jednak promjeni energije pa vrijedi
W Egp E E E m g hgp gp gpP P t tW
t t P PPt
t
P
=sdot sdot
rArr = rArr = rArr = rArrsdot = ==
200 10 202
2222 1800
mkg m
s sW
sdot sdot
= =
12
Vježba 273
Dizalica snage 3600 W podiže tijelo mase 200 kg na visinu 40 m Koliko dugo traje
podizanje (ubrzanje sile teže g = 10 ms2)
Rezultat 2222 s
Zadatak 274 (Ante srednja škola)
Kolica mase 80 kg brzine 4 ms zaustave se sabijajući dugu oprugu za 40 cm Odredi
konstantu opruge
Rješenje 274
m = 80 kg v = 4 ms x = 40 cm = 04 m k =
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Titranje je periodično gibanje oko ravnotežnog položaja Periodično gibanje je gibanje koje se
ponavlja nakon odrentildeenog vremenskog intervala (perioda) Najjednostavnije titranje je harmoničko
titranje tj titranje koje uzrokuje harmonijska (elastična) sila Ona je razmjerna pomaku iz ravnotežnog
položaja
F k x= minus sdot
Pomaknemo li oprugu iz ravnotežnog položaja stiskanjem ili rastezanjem ona titra oko tog položaja
Svaki pomak od ravnotežnog položaja nazivamo elongacijom a najveći pomak od položaja ravnoteže
nazivamo amplitudom Elastična potencijalna energija opruge dana je formulom
1 2
2E k xep = sdot sdot
gdje je x pomak od ravnotežnog položaja k koeficijent elastičnosti opruge
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
bull Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast
nekog drugog oblika energije
Zbog zakona očuvanja energije kinetička energija kolica bit će jednaka elastičnoj potencijalnoj
energiji sabijene opruge
2
21 1 1
2
12 2 2 2
22 2 2 2
m vE E m v k x m v k x kep
xxk
sdotsdot
= rArr sdot sdot = sdot sdot rArr sdot sdot = sdot sdot rArr = =
2
80 43
8000 8 10 2
04
mkg
N Ns
m mm
s
sdot
= = = sdot
Vježba 274
Kolica mase 80 kg brzine 2 ms zaustave se sabijajući dugu oprugu za 20 cm Odredi
konstantu opruge
Rezultat 8 103 Nm
13
Zadatak 275 (Ivan srednja škola)
Kamen mase 40 grama bačen je vertikalno prema dolje s visine 60 m početnom brzinom 4 ms
i pao je brzinom 32 ms Koliki je obavljen rad (g = 981 ms2)
Rješenje 275 m = 40 g = 004 kg h = 60 m v1 = 4 ms v2 = 32 ms g = 981 ms
2 W =
Potencijalna energija je energija mentildeudjelovanja tijela Ona ovisi o mentildeusobnom položaju tijela ili o
mentildeusobnom položaju dijelova tijela U polju sile teže tijelo mase m ima gravitacijsku potencijalnu
energiju
E m g hgp = sdot sdot
gdje je g akceleracija slobodnog pada a h vertikalna udaljenost tijela od mjesta gdje bi prema
dogovoru tijelo imalo energiju nula
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
bull Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast
nekog drugog oblika energije
Zbog zakona očuvanja energije zbroj rada W koji obavi zaustavna sila (otpor zraka) i kinetičke
energije Ek2 koju kamen ima pri padu jednak je zbroju gravitacijske potencijalne Egp i kinetičke
energije Ek1 kamena u trenutku izbacivanja s visine h
1 12 22 12 1 2 2
W E E E W m v m g h m vgpk k+ = + rArr + sdot sdot = sdot sdot + sdot sdot rArr
1 1 1 12 2 2 21 2 1 22 2 2 2
W m g h m v m v W m g h v vrArr = sdot sdot + sdot sdot minus sdot sdot rArr = sdot sdot + sdot minus sdot =
2 21 1
004 981 60 4 32 3384 J2 2 2
m m mkg m
s ss
= sdot sdot + sdot minus sdot =
Vježba 275
Kamen mase 80 grama bačen je vertikalno prema dolje s visine 60 m početnom brzinom 4 ms
i pao je brzinom 32 ms Koliki je obavljen rad (g = 981 ms2)
Rezultat 6768 J
Zadatak 276 (Any gimnazija)
Na dva nepomična tijela masa m i 4 m počinje djelovati jednaka sila F na putu s Koliki je
omjer kinetičkih energija na kraju puta s
1 2 3 4A B C D
Rješenje 276
m1 = m m2 = 4 m F1 = F2 = F s 1
2
Ek
Ek
=
Tijelo obavlja rad W ako djeluje nekom silom F na putu s na drugo tijelo Ako sila djeluje u smjeru
gibanja tijela vrijedi
W F s= sdot
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
14
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Kad tijelo obavlja rad mijenja mu se energija Promjena energije tijela jednaka je utrošenom radu
Da bi se tijelu povećala kinetička energija mora okolica na njemu obaviti rad Ako se tijelu smanjuje
kinetička energija tijelo obavlja rad
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
bull Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast
nekog drugog oblika energije
Kinetička energija tijela jednaka je utrošenom radu sile F na putu s Zato vrijedi
bull
11
11
1 11
11
E Wk
E Wk
W F s E F sk
W F sF F
==
= sdot rArr rArr = sdot= sdot
=
bull
22
22
2 22
22
E Wk
E Wk
W F s E F sk
W F sF F
==
= sdot rArr rArr = sdot= sdot
=
Omjer kinetičkih energija na kraju puta s iznosi
1 1 1 1
2 2 2
E E Ek k kF s
E F s E Ek k
F s
F sk
sdot= rArr =
sdotrArr =
sdot sdot
Odgovor je pod A
Vježba 276
Na dva nepomična tijela masa m i 3 m počinje djelovati jednaka sila F na putu s Koliki je
omjer kinetičkih energija na kraju puta s
1 2 3 4A B C D
Rezultat A
Zadatak 277 (Any gimnazija)
Na dva nepomična tijela masa m i 4 m počinje djelovati jednaka sila F na putu s Koliki je
omjer brzina tijela na kraju puta s
11 1 1 1 1 2 4 2
2 2 2 2
v v v vA B C D
v v v v= = = =
Rješenje 277
m1 = m m2 = 4 m F1 = F2 = F s 1
2
v
v=
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Kad tijelo obavlja rad mijenja mu se energija Promjena energije tijela jednaka je utrošenom radu
Da bi se tijelu povećala kinetička energija mora okolica na njemu obaviti rad Ako se tijelu smanjuje
15
kinetička energija tijelo obavlja rad
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
bull Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast
nekog drugog oblika energije
Tijelo obavlja rad W ako djeluje nekom silom F na putu s na drugo tijelo Ako sila djeluje u smjeru
gibanja tijela vrijedi
W F s= sdot
Jednoliko ubrzano gibanje duž puta s jest gibanje za koje vrijedi izraz
22 v a s= sdot sdot
gdje su v brzina za tijelo pošto se pokrenulo iz mirovanja i gibalo jednoliko ubrzano akceleracijom a
za vrijeme t
Drugi Newtonov poučak Ako na tijelo djeluje stalna sila u smjeru njegova gibanja tijelo ima
akceleraciju koja je proporcionalna sili a obrnuto proporcionalna masi tijela te ima isti smjer kao i
sila
F
a F m am
= rArr = sdot
1inačica
Budući da na dva nepomična tijela masa m1 i m2 počinje djelovati jednaka sila F na putu s vrijedi
bull podijelimo
jedna
2 21 1 2 21 1
22 džbe22 11
F ma
a
a F m a v va s s
F m a F mv a sv a s
= sdot = sdot sdot sdot sdot sdotrArr rArr rArr = rArr = rArr
sdot sdot= sdot sdot= sdot sdot
2 22 2 2
2 22 21 1
1 1 1
v vs s F s F s F sv v v
F m F m m m mF
sdot sdot sdot sdot sdot sdot sdot sdotrArr = rArr = rArr = rArr = rArr =sdot
bull podijelimo 2
jednadžbe
2 242 2 22 222 422 22
4
Fa
a
m a F m a v va s s
F m a F mv a sv a s
= sdot = sdot sdot sdot sdot sdot sdotrArr rArr rArr = rArr = rArr
sdot sdot sdot sdot= sdot sdot= sdot sdot
2 22 22 2
2 2 22 2 2 2 2
v vs s F s F s F sv v v
F m F m m m mF
sdot sdot sdotrArr = rArr = rArr = rArr = rArr =
sdot sdot sdot sdot sdotsdot
Omjer brzina tijela na kraju puta s je
2 2 2 2
1 1 1 1 1 1 14 21
2 2 2 2 2 22 2 22
F s F sv v v v v vm m
F sv v v v v vF s
mm
F s
m
F s
m
sdot
sdot
sdot sdot sdot sdot sdot
= rArr = rArr = rArr = rArr = rArr =sdotsdot
sdot sdotsdot
Odgovor je pod B
2inačica
Kinetička energija tijela jednaka je utrošenom radu sile F na putu s Zato vrijedi
1 12 21 1 1 podij1 11 2 2
1 12 22
elimo
jedna42 2 2 2 22
žbe
2
d
E W m v F s m v F sk
E Wk m v F s m v F s
= sdot sdot = sdot sdot sdot = sdot
rArr rArr rArr rArr=
sdot sdot = sdot sdot sdot sdot = sdot
16
1
2 41
2
1 2 2 2 21 12 1 11 1
2 21 2 2 4 44 4 2 22 22
mm v v v vF s
F s v v
F s
Fmm v v
s
sdot sdot sdotsdot
rArr = rArr = rArr = rArr = rArrsdot sdot sdotsdot sdot sdot sdot sdot
sdotsdot
sdotsdot
sdot
2 221 1 1 1 14 4 4 4 22
2 2 2 22
v v v v v
v v v vv
rArr = rArr = rArr = rArr = rArr =
Odgovor je pod B
Vježba 277
Na dva nepomična tijela masa m i 9 m počinje djelovati jednaka sila F na putu s Koliki je
omjer kinetičkih energija na kraju puta s
11 1 1 1 6 3 9 3
2 2 2 2
v v v vA B C D
v v v v= = = =
Rezultat B
Zadatak 278 (Marija gimnazija)
Tijelo mase 3 kg guramo jednoliko duž kosine koja je dugačka 4 m a visoka 2 m Trenje
zanemarujemo Koliki se rad obavi nad tijelom ako ga guramo od dna do vrha kosine (g = 10 ms2)
Rješenje 278
m = 3 kg v = konst s = 4 m h = 2 m g = 10 ms2 W =
Potencijalna energija je energija mentildeudjelovanja tijela Ona ovisi o mentildeusobnom položaju tijela ili o
mentildeusobnom položaju dijelova tijela U polju sile teže tijelo mase m ima gravitacijsku potencijalnu
energiju
E m g hgp = sdot sdot
gdje je g akceleracija slobodnog pada a h vertikalna udaljenost tijela od mjesta gdje bi prema
dogovoru tijelo imalo energiju nula
Tijelo obavlja rad W ako djeluje nekom silom F na putu s na drugo tijelo Ako sila djeluje u smjeru
gibanja tijela vrijedi
W F s= sdot
Kad tijelo obavlja rad mijenja mu se energija Promjena energije tijela jednaka je utrošenom radu
Silu kojom Zemlja privlači sva tijela nazivamo silom težom Pod djelovanjem sile teže sva tijela
padaju na Zemlju ili pritišću na njezinu površinu
Akceleracija kojom tijela padaju na Zemlju naziva se akceleracijom slobodnog pada Prema drugom
Newtonovom poučku
G m g= sdot
gdje je G sila teža m masa tijela i g akceleracija slobodnog pada koja je za sva tijela na istome mjestu
na Zemlji jednaka
Prvi Newtonov poučak
Ako na tijelo ne djeluje nikakva sila ili je rezultanta svih sila jednaka nuli tijelo miruje ili se giba
jednoliko po pravcu Zato kažemo da je tijelo tromo
Sinus šiljastog kuta pravokutnog trokuta jednak je omjeru duljine katete nasuprot toga kuta i duljine
hipotenuze
Sličnost trokuta
b1
c1
a1
c
b a
C1
A B
C
A1 B1
17
Kažemo da su dva trokuta slična ako postoji pridruživanje vrhova jednog vrhovima drugog tako da su
odgovarajući kutovi jednaki a odgovarajuće stranice proporcionalne
1 1 11 1
1
a b ck
a b cα α β β γ γ= = = = = =
Omjer stranica sličnih trokuta k zovemo koeficijent sličnosti Kraće
Dva su trokuta slična ako su im kutovi sukladni a odgovarajuće stranice proporcionalne (razmjerne)
Kutovi s okomitim kracima
αααα = ββββββββ
αααα
1inačica
Kada tijelo mase m guramo jednoliko duž kosine čija je visina h njegova gravitacijska potencijalna
energija poraste za
E m g hgp∆ = sdot sdot
Promjena energije jednaka je obavljenom radu nad tijelom
3 10 2 60 2
E m g hgp mW m g h kg m J
W Egp s
∆ = sdot sdotrArr = sdot sdot = sdot sdot =
= ∆
2inačica
F2
G
F1
s
h
αααα
αααα
αααα
Silu težu (težinu tijela) G rastavimo na dvije komponente
bull komponentu F1 u smjeru kosine koja tijelo ubrzava niz kosinu
bull komponentu F2 okomitu na kosinu koja pritišće kosinu
Uočimo pravokutne trokute
bull pravokutan trokut čija je kateta F2 i hipotenuza G (žuta boja)
bull pravokutan trokut čija je kateta h i hipotenuza s (plava boja)
αααα
αααα
αααα
h
s
F1
G
F2F2
G
F1
s
h
αααα
αααα
αααα
18
Trokuti su slični jer imaju jednake kutove Zato vrijedi
1sin1 1
1 1
sin
F
F Fh h h hGF G F m g
G s G s s sh
s
G
α
α
=
rArr = rArr = rArr = sdot rArr = sdot sdot
=
sdot
Tijelo se giba jednoliko duž kosine pa sila F kojom guramo tijelo mora biti po iznosu jednaka sili F1
ali suprotnog smjera
αααα
αααα
αααα
h
s
F1
F
G
F2
1
1
F Fh
F m ghsF m g
s
=
rArr = sdot sdot= sdot sdot
Obavljeni rad W nad tijelom koje prevali put s ako se gura od dna do vrha kosine iznosi
23 10 4 60
2 4
h m mW F s W m g s W kg m J
s ms
= sdot rArr = sdot sdot sdot = = sdot sdot sdot =
Vježba 278
Tijelo mase 4 kg guramo jednoliko duž kosine koja je dugačka 4 m a visoka 2 m Trenje
zanemarujemo Koliki se rad obavi nad tijelom ako ga se gura od dna do vrha kosine (g = 10 ms2)
Rezultat 80 J
Zadatak 279 (Matea srednja škola)
Vagon mase 20 t giba se jednoliko po vodoravnoj pruzi brzinom 1 ms te nalijeće na mirni
vagon mase 30 t Koliko se kinetičke energije pretvori u druge oblike energije ako se vagoni nakon
sudara gibaju zajedno
Rješenje 279
m1 = 20 t = 2 104 kg v1 = 1 ms m2 = 30 t = 3 10
4 kg v2 = 0 ms
v1 = v2 = v = Ek =
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast nekog
drugog oblika energije
19
Količinu gibanja definiramo kao umnožak mase tijela i njegove brzine Količina gibanja je vektorska
veličina
kad računamo izno sp m v p m vrarr rarr
= sdot = sdot
Zakon o sačuvanju količine gibanja
Zbroj količina gibanja dva tijela prije njihova mentildeusobnog djelovanja jednak je zbroju njihovih
količina gibanja nakon mentildeusobnog djelovanja To vrijedi i za više od dva tijela
Zakon održanja količina gibanja dvaju tijela masa m1 i m2 kojima su početne brzine bile v1 i v2 a
brzine nakon njihova mentildeusobnog djelovanja v1 i v2 glasi
1 1 2 2 1 1 2
2
m v m v m v m vsdot + sdot = sdot + sdot
Zbroj količina gibanja obaju tijela prije njihova mentildeusobnog djelovanja jednak je zbroju njihovih
količina gibanja nakon mentildeusobnog djelovanja
Uporabom zakona o očuvanju količine gibanja odredimo brzinu v kojom se vagoni zajedno gibaju
nakon sudara
01 1 2 2 1 1 2 2 1 1 2 1 2
m v m v m v m v m v m m v m vsdot + sdot = sdot + sdot rArr sdot + sdot = sdot + sdot rArr
( ) ( ) 1 11 1 1 2 1 1 1 2
1
2 1 2
1
m vm v m m v m v m m v v
m mm m
sdotrArr sdot = + sdot rArr sdot = + sdot rArr =
+sdot
+=
42 10 1
04 4 4
2 10 3 10
mkg
ms
skg kg
sdot sdot= =
sdot + sdot
Računamo kinetičke energije
bull prije sudara prvog vagona mase m1 i brzine v1
1 21 11 2
E m vk
= sdot sdot
bull prije sudara drugog vagona mase m2 koji miruje
02
Ek
=
bull nakon sudara vagona koji se zajedno gibaju brzinom v
( )1 2
1 22E m m v
kz= sdot + sdot
Razlika kinetičke energije prije i poslije sudara pretvori se u druge oblike energije
( )1 12 21 1 1 21 2 2
E E E E m v m m vk k kz k
∆ = minus rArr ∆ = sdot sdot minus sdot + sdot =
( )2 2
1 14 4 4 32 10 1 2 10 3 10 04 6000 6 10 6
2 2
m mkg kg kg J J kJ
s s
= sdot sdot sdot minus sdot sdot + sdot sdot = = sdot =
vv1
m2m1m2m1
Vježba 279
Vagon mase 20 t giba se jednoliko po vodoravnoj pruzi brzinom 36 kmh te nalijeće na mirni
vagon mase 30 t Koliko se kinetičke energije pretvori u druge oblike energije ako se vagoni nakon
sudara gibaju zajedno
Rezultat 6 kJ
20
Zadatak 280 (Saša tehnička škola)
Tane mase m doleti horizontalno do drvene kugle koja je na podu Tane proleti središtem
kugle Treba odrediti kolika je energija prešla u toplinu ako je v1 brzina taneta prije nego što je
pogodilo kuglu v2 brzina taneta nakon prolaza kroz kuglu a mk masa kugle Trenje izmentildeu poda i
kugle zanemarimo
Rješenje 280
m1 = m v2 = 0 ms kugla miruje v1 = v1 v1 = v2 m2 = mk v2 =
Q =
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast nekog
drugog oblika energije
Količinu gibanja definiramo kao umnožak mase tijela i njegove brzine Količina gibanja je vektorska
veličina
kad računamo izno sp m v p m vrarr rarr
= sdot = sdot
Zakon o sačuvanju količine gibanja
Zbroj količina gibanja dva tijela prije njihova mentildeusobnog djelovanja jednak je zbroju njihovih
količina gibanja nakon mentildeusobnog djelovanja To vrijedi i za više od dva tijela
Zakon održanja količina gibanja dvaju tijela masa m1 i m2 kojima su početne brzine bile v1 i v2 a
brzine nakon njihova mentildeusobnog djelovanja v1 i v2 glasi
1 1 2 2 1 1 2
2
m v m v m v m vsdot + sdot = sdot + sdot
Zbroj količina gibanja obaju tijela prije njihova mentildeusobnog djelovanja jednak je zbroju njihovih
količina gibanja nakon mentildeusobnog djelovanja
Uporabom zakona o očuvanju količine gibanja odredimo brzinu v2 kugle nakon što kroz nju proleti
tane
01 1 2 2 1 1 2 2 1 2 2
m v m v m v m v m v m m v m vk k
sdot + sdot = sdot + sdot rArr sdot + sdot = sdot + sdot rArr
01 2 2 1 2 2 2 2 1
m v m v m v m v m v m v m v m v m vk k k
rArr sdot + = sdot + sdot rArr sdot = sdot + sdot rArr sdot + sdot = sdot rArr
( ) ( ) 2 1 2 2
1
1 2 2 1 2m v m v m v m v m v v m v m v v
k k mk
krArr sdot = sdot minus sdot rArr sdot = sdot = sdot minus sdotminus rArr sdot rArr
( ) 2 1 2
mv v v
mk
rArr = sdot minus
Računamo kinetičku energiju
bull taneta mase m koje se giba brzinom v1 prije nego što prontildee kroz kuglu
1 211 2
E m vk
= sdot sdot
bull kugle mase mk koja miruje
10 0
2 22E m E
k k k= sdot sdot rArr =
bull taneta mase m koje se giba brzinom v2 nakon što je prošlo središtem kugle
21
1 223 2
E m vk
= sdot sdot
bull kugle mase mk koja se giba brzinom v2 nakon što je kroz nju prošlo tane
( ) ( ) ( )2
22 21 1 12 1 2 1 24 4 4 22 2 2
m mE m v E m v v E m v v
k k k k k km mk k
= sdot sdot rArr = sdot sdot sdot minus rArr = sdot sdot sdot minus rArr
( ) ( )2 22 21 1
1 2 1 24 42 22
m mE v v E v v
k kk mm kk
mrArr = sdot sdot sdot minus rArr = sdot sdot minus
Zbroj kinetičkih energija prije prolaza taneta kroz drvenu kuglu iznosi
1 12 20
1 1 1 1 11 2 2 2E E E E m v E m v
k k= + rArr = sdot sdot + rArr = sdot sdot
Zbroj kinetičkih energija nakon prolaza taneta kroz drvenu kuglu je
( )2 21 12
2 2 2 1 23 4 2 2
mE E E E m v v v
k k mk
= + rArr = sdot sdot + sdot sdot minus
Energija koja je prešla u toplinsku jednaka je razlici kinetičke energije prije i poslije prolaza taneta
kroz kuglu
( )2 21 1 12 2
1 2 1 2 1 22 2 2
mQ E Q E E Q m v m v v v
k mk
= ∆ rArr = minus rArr = sdot sdot minus sdot sdot + sdot sdot minus rArr
( ) ( )2 2 21 1 12 2 2 2
1 2 1 2 1 2 1 22 2 2 2
m m mQ m v m v v v Q v v v v
m mk k
rArr = sdot sdot minus sdot sdot minus sdot sdot minus rArr = sdot minus minus sdot minus
v2
v2v1
Vježba 280
Tane mase m doleti horizontalno do drvene kugle koja je na podu Tane proleti središtem
kugle Treba odrediti kolika je energija prešla u toplinu ako je v1 brzina taneta prije nego što je
pogodilo kuglu v2 brzina taneta nakon prolaza kroz kuglu a 123 middot m masa kugle Trenje izmentildeu poda
i kugle zanemarimo
Rezultat ( )212 2
1 2 1 22 123
mQ v v v v
= sdot minus minus sdot minus
2
Zadatak 262 (TNT medicinska škola)
Koja veličina ima jedinicu kg m2 s
-2
Sila Količina gibanja Impuls sile RadA B C D
Rješenje 262
Jedinica za
bull duljinu je metar
[ ]s m=
bull vrijeme je sekunda
[ ]t s=
bull masu je kilogram
[ ]m kg=
bull brzinu je metar u sekundi
[ ] 1mv m s
s
minus= = sdot
bull akceleraciju je metar u sekundi na kvadrat
[ ]2
2m
a m s
s
minus= = sdot
Sila je fizikalna veličina kojom se opisuje mentildeudjelovanje tijela i njegove okoline koje može
uzrokovati promjenu brzine ili oblika tijela
Matematički se računa
F m a= sdot
Jedinica za silu je
[ ] [ ] [ ] [ ] [ ] 2
2
mF m a F kg F kg m s
s
minus= sdot rArr = sdot rArr = sdot sdot
Količina gibanja je vektorska fizikalna veličina koja odrentildeuje inertnost pri gibanju neke mase tvari
Matematički se računa p m v= sdot
Jedinica za količinu gibanja je
[ ] [ ] [ ] [ ] [ ] 1
mp m v p kg p kg m s
s
minus= sdot rArr = sdot rArr = sdot sdot
Impuls sile vektorska je fizikalna veličina koja opisuje djelovanje sile na tijelo
Matematički se računa
I F t= sdot
Jedinica za impuls sile je
[ ] [ ] [ ] [ ] [ ]2 1I F t I kg m s s I kg m s
minus minus= sdot rArr = sdot sdot sdot rArr = sdot sdot
Rad je skalarna fizikalna veličina kojom se iskazuje djelovanje sile na putu
Matematički se računa
W F s= sdot
Jedinica za rad je
[ ] [ ] [ ] [ ] [ ]2 2 2W F s W kg m s m W kg m s
minus minus= sdot rArr = sdot sdot sdot rArr = sdot sdot
Odgovor je pod D
Vježba 262 Koja veličina ima jedinicu kg m s
-2
Sila Količina gibanja Impuls sile RadA B C D
Rezultat A
3
Zadatak 263 (Rony gimnazija)
Jabuka mase m = 01 kg padne s visine h = 2 m na oprugu Ona se zbog toga stisne za
y = 10 cm Kolika je konstanta k opiranja opruge Za akceleraciju sile teže uzmite 10 ms2
10 40 100 400N N N N
A B C Dm m m m
Rješenje 263
m = 01 kg h = 2 m y = 10 cm = 01 m g = 10 ms2 k =
Potencijalna energija je energija mentildeudjelovanja tijela Ona ovisi o mentildeusobnom položaju
tijela ili o mentildeusobnom položaju dijelova tijela U polju sile teže tijelo mase m ima gravitacijsku
potencijalnu energiju
E m g hgp = sdot sdot
gdje je g akceleracija slobodnog pada a h vertikalna udaljenost tijela od mjesta gdje bi prema
dogovoru tijelo imalo energiju nula
Titranje je periodično gibanje oko ravnotežnog položaja Periodično gibanje je gibanje koje se
ponavlja nakon odrentildeenog vremenskog intervala (perioda) Najjednostavnije titranje je harmoničko
titranje tj titranje koje uzrokuje harmonijska (elastična) sila Ona je razmjerna pomaku iz ravnotežnog
položaja
F k x= minus sdot
Pomaknemo li oprugu iz ravnotežnog položaja stiskanjem ili rastezanjem ona titra oko tog položaja
Svaki pomak od ravnotežnog položaja nazivamo elongacijom a najveći pomak od položaja ravnoteže
nazivamo amplitudom Elastična potencijalna energija opruge dana je formulom
1 2
2E k xep = sdot sdot
gdje je x pomak od ravnotežnog položaja k koeficijent elastičnosti opruge
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
bull Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast
nekog drugog oblika energije
y
h
Kada jabuka padne s visine h na oprugu gravitacijska potencijalna energija jabuke Egp zbog zakona
održanja energije transformirat će se u elastičnu potencijalnu energiju Eep opruge
4
2
1 1 22 2
22 22
m g hE E m g h k y m g h
y
k y kgp epy
sdot sdot sdot= rArr sdot sdot = sdot sdot rArr sdot sdot = sdot sdot sdot rArr = rArr
( )
2 01 10 222
400 2 2
01
mkg m
m g h Nskmy m
sdot sdot sdotsdot sdot sdot
rArr = = =
Odgovor je pod D
Vježba 263
Jabuka mase m = 02 kg padne s visine h = 1 m na oprugu Ona se zbog toga stisne za
y = 10 cm Kolika je konstanta k opiranja opruge Za akceleraciju sile teže uzmite 10 ms2
10 40 100 400N N N N
A B C Dm m m m
Rezultat D
Zadatak 264 (Helena srednja škola)
Na tijelo djeluje sila od 103 N tako da se ono giba brzinom 10 ms Kolika je snaga kojom
djeluje sila
3 1000 10 10 10A W B kW C kJ D kW
Rješenje 264
F = 103 N v = 10 ms P =
Brzinu rada izražavamo snagom Snaga P jednaka je omjeru rada W i vremena t za koje je rad
obavljen tj
W
Pt
=
Za trenutnu snagu možemo pisati
P F v= sdot
pri čemu je v trenutna brzina
Snaga kojom djeluje sila iznosi
3 310 10 10 10 10
mP F v N W kW
s= sdot = sdot = sdot =
Odgovor je pod B
Vježba 264
Na tijelo djeluje sila od 1 kN tako da se ono giba brzinom 36 kmh Kolika je snaga kojom
djeluje sila
3 1000 10 10 10A W B kW C kJ D kW
Rezultat B
Zadatak 265 (Helena srednja škola)
Osoba vuče teret silom F Graf prikazuje ovisnost sile F o pomaku tereta d Sila i pomak su na
istom pravcu Koliki je rad obavljen pri pomaku od 2 m
10 7 5 25A J B J C J D J
5
F N
d m
1
2
3
4
5
54320 1
Rješenje 265
a = 2 b = 5 W = P =
Tijelo obavlja rad W ako djeluje nekom silom F na putu s na drugo tijelo Ako sila djeluje u smjeru
gibanja tijela vrijedi
W F s= sdot
Ploština ispod krivulje sile u F s ndash grafu brojčano odgovara obavljenom radu
W
s
F
s1 s2 Trokut je dio ravnine omentildeen s tri dužine Te dužine zovemo stranice trokuta Pravokutni trokuti
imaju jedan pravi kut (90ordm)
Ploština pravokutnog trokuta čije su katete a i b dana je formulom
2
a bP
sdot=
Obavljeni rad po iznosu jednak je ploštini pravokutnog trokuta
W
F N
d md m
F N
1
2
3
4
5
5432
1
2
3
4
5
54320 1 0 1
2 52 5
2 55
2 22
a ba b
a bP W W Ja b
W
W P
= == =
sdot sdot= rArr rArr = rArr =sdot
=
=
Odgovor je pod C
Vježba 265
Osoba vuče teret silom F Graf prikazuje ovisnost sile F o pomaku tereta d Sila i pomak su na
istom pravcu Koliki je rad obavljen pri pomaku od 4 m
10 7 5 25A J B J C J D J
6
F N
d m
1
2
3
4
5
54320 1
Rezultat A
Zadatak 266 (Marija srednja škola)
U opruzi je pohranjena energija 25 J uz produljenje 125 cm Kolikom je silom djelovano na
oprugu
Rješenje 266
Eep = 25 J s = 125 cm = 125 m F =
Ako tijelo obješeno o elastičnu oprugu izvučemo iz položaja ravnoteže za neki pomak s i pustimo ga
ono će harmonijski titrati Za svako tijelo koje se giba poput tijela na opruzi što uzrokuje sila upravno
proporcionalna pomaku s smjera suprotnoga pomaku kažemo da harmonijski titra
Elastična sila je sila kojom se tijelo opire deformaciji zbog djelovanja vanjske sile F i razmjerna je
pomaku iz ravnotežnog položaja s
F k srarr rarr
= minus sdot
Iznos elastične sile je
F k s= minus sdot
gdje je k konstanta elastičnosti opruge
Potencijalna energija elastične deformacije opruge konstante k kojoj se duljina djelovanjem sile F
smanjila ili povećala za s
1 2
2E k sep = sdot sdot
Računamo silu kojom se djelovalo na oprugu
2 metoda2
sup
21 21 2222
stitucije
EepE k s kE k s epep
s
F k s F k
s
s F k s
sdot= sdot sdot == sdot sdot
rArr rArr rArr rArr
= sdot = sdot =
sdot
sdot
2 2 2 2540
2 125
E E Jep epF s F N
s ms
sdot sdot sdotrArr = sdot rArr = = =
Vježba 266
U opruzi je pohranjena energija 50 J uz produljenje 250 cm Kolikom je silom djelovano na
oprugu
Rezultat 40 N
7
Zadatak 267 (Marija srednja škola)
Koliko iznosi konstanta opruge koja se produlji za 05 m pod djelovanjem sile 200 N
Rješenje 267
s = 05 m F = 200 N k =
Ako tijelo obješeno o elastičnu oprugu izvučemo iz položaja ravnoteže za neki pomak s i pustimo ga
ono će harmonijski titrati Za svako tijelo koje se giba poput tijela na opruzi što uzrokuje sila upravno
proporcionalna pomaku s smjera suprotnoga pomaku kažemo da harmonijski titra
Elastična sila je sila kojom se tijelo opire deformaciji zbog djelovanja vanjske sile F i razmjerna je
pomaku iz ravnotežnog položaja s
F k srarr rarr
= minus sdot
Iznos elastične sile je
F k s= minus sdot
gdje je k konstanta elastičnosti opruge
Konstanta opruge iznosi
200400
0
1
5
F N NF k s F k s k
s m ms= sdot rArr = =sdotsdot rArr = =
Vježba 267
Koliko iznosi konstanta opruge koja se produlji za 1 m pod djelovanjem sile 400 N
Rezultat 400 N
m
Zadatak 268 (Marija srednja škola)
Za sabijanje elastične opruge za 1 cm potrebno je djelovati silom od 30 N Koliku energiju je
potrebno uložiti za sabijanje iste opruge za 15 cm
Rješenje 268
s1 = 1 cm = 001 m F = 30 N s2 = 15 cm = 015 m Eep =
Ako tijelo obješeno o elastičnu oprugu izvučemo iz položaja ravnoteže za neki pomak s i pustimo ga
ono će harmonijski titrati Za svako tijelo koje se giba poput tijela na opruzi što uzrokuje sila upravno
proporcionalna pomaku s smjera suprotnoga pomaku kažemo da harmonijski titra
Elastična sila je sila kojom se tijelo opire deformaciji zbog djelovanja vanjske sile F i razmjerna je
pomaku iz ravnotežnog položaja s
F k srarr rarr
= minus sdot
Iznos elastične sile je
F k s= minus sdot
gdje je k konstanta elastičnosti opruge
Potencijalna energija elastične deformacije opruge konstante k kojoj se duljina djelovanjem sile F
smanjila ili povećala za s
1 2
2E k sep = sdot sdot
Računamo energiju potrebnu za sabijanje opruge
1
metoda1
supstitucije
111
1 21 12 222 2 22 2
FF k s kF k s
s
E k sepE k s E k sep e
s
p
= sdot == sdot
rArr rArr rArr rArr= sdot sdot
= sdot
sdot
sdot = sdot sdot
( )1 30 2
015 3375 2 001
NE m Jep
mrArr = sdot sdot =
8
Vježba 268
Za sabijanje elastične opruge za 2 cm potrebno je djelovati silom od 60 N Koliku energiju je
potrebno uložiti za sabijanje iste opruge za 15 cm
Rezultat 3375 J
Zadatak 269 (Barbara gimnazija)
Automobil vozi po horizontalnom putu brzinom 60 kmh Vozač stisne kočnicu i automobil se
zaustavi na putu od 20 m Koliki put bi prešao do zaustavljanja da mu je brzina bila 120 kmh Sila
koja zaustavlja automobil jednaka je u oba slučaja
20 40 60 80A m B m C m D m
Rješenje 269
v1 = 60 kmh s1 = 20 m v2 = 120 kmh = 2 v1 F = konst s2 =
Drugi Newtonov poučak Ako na tijelo djeluje stalna sila u smjeru njegova gibanja tijelo ima
akceleraciju koja je proporcionalna sili a obrnuto proporcionalna masi tijela te ima isti smjer kao i
sila
F
a F m am
= rArr = sdot
Jednoliko ubrzano gibanje duž puta s jest gibanje za koje vrijedi izraz
22 v a s= sdot sdot
gdje je v brzina za tijelo pošto se pokrenulo iz mirovanja i gibalo jednoliko ubrzano akceleracijom a za
vrijeme t Za jednoliko usporeno gibanje vrijedi isti izraz
Budući da je sila koja zaustavlja automobil jednaka u oba slučaja i akceleracija je jednaka Iz sustava
jednadžbi dobije se traženi put s2
2po2
d2 2 22 ijel 21 1 2 2 2 2 2 22 2 22
imo
jednadžbe 22 1 1 12
1 1 12 2
v a s v a s v s v s
a s s sv v vv a s
a
a
= sdot sdot sdot sdot sdotrArr rArr = rArr = rArr = rArr
sdot sdot sdot= sdot sdot
sdot
sdot
2 2 2 222
2 2 2 2 2 2 2 12 1 2 12
1 1 1 1 1
1 11
1s
s v s v s v v vs s s s
s s v s v v vv
sdotrArr = rArr = rArr = rArr = sdot rArr = sdot rArrsdot
22 2
2 20 4 80 2 1
12 1
1s sv
vs s m m
sdotrArr = sdot rArr = sdot = sdot =
Odgovor je pod D
Vježba 269
Automobil vozi po horizontalnom putu brzinom 50 kmh Vozač stisne kočnicu i automobil se
zaustavi na putu od 20 m Koliki put bi prešao do zaustavljanja da mu je brzina bila 100 kmh Sila
koja zaustavlja automobil jednaka je u oba slučaja
20 40 60 80A m B m C m D m
Rezultat D
Zadatak 270 (Barbara gimnazija)
Da se automobil ubrza iz stanja mirovanja do brzine 10 ms treba uložiti rad W0 Zanemarite
li silu trenja i otpor zraka koliko je rada potrebno uložiti da se automobil ubrza od brzine 10 ms do
brzine 30 ms
8 4 3 20 0 0 0
A W B W C W D Wsdot sdot sdot sdot
Rješenje 270
v0 = 0 ms v1 = 10 ms W0 v2 = 30 ms W =
9
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Kad tijelo obavlja rad mijenja mu se energija Promjena energije tijela jednaka je utrošenom radu
Da bi se tijelu povećala kinetička energija mora okolica na njemu obaviti rad Ako se tijelu smanjuje
kinetička energija tijelo obavlja rad
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
bull Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast
nekog drugog oblika energije
Rad je jednak promjeni energije
Da se automobil ubrza iz stanja mirovanja do brzine v1 treba uložiti rad W0
1 1 1 1 12 2 2 2 20
0 1 0 0 1 0 12 2 2 2 2W m v m v W m v m W m v= sdot sdot minus sdot sdot rArr = sdot sdot minus sdot sdot rArr = sdot sdot
Da se automobil ubrza od brzine v1 do brzine v2 treba uložiti rad W
( )1 1 12 2 2 2
2 1 2 12 2 2W m v m v W m v v= sdot sdot minus sdot sdot rArr = sdot sdot minus
Iz sustava jednadžbi dobije se uloženi rad W
( )( ) ( )1
podijelimo 21jednadžbe
1 2 1 2 2 2 20 1 2 1 2 12 2
1 2 21 2 2 0 01 12 1 22 2
mW m v m v v v vW W
W WW mm v vm v v
= sdot sdot sdot sdot minus sdot minus
rArr rArr = rArr = rArr
sdot sdot sdot= sdot sdot minus
sdot
sdot
2 2 2 2 2 22 1 2 1 2 1
02 2 20 01 1 1
0
v vW
v v v vW WW W
W Wv v v
sdotminus minus minus
rArr = rArr = rArr = sdot rArr
2 2
30 10
8 0 02
10
m m
s sW W W W
m
s
minus
rArr = sdot rArr = sdot
Odgovor je pod A
Vježba 270
Da se automobil ubrza iz stanja mirovanja do brzine 10 ms treba uložiti rad W0 Zanemarite
li silu trenja i otpor zraka koliko je rada potrebno uložiti da se automobil ubrza od brzine 10 ms do
brzine 20 ms
8 4 3 20 0 0 0
A W B W C W D Wsdot sdot sdot sdot
Rezultat C
Zadatak 271 (Barbara gimnazija)
Da se automobil ubrza iz stanja mirovanja do brzine 10 ms treba uložiti rad W0 Zanemarite
li silu trenja i otpor zraka koliko je rada potrebno uložiti da se automobil zaustavi kada ima brzinu
30 ms
2 4 8 90 0 0 0
A W B W C W D Wsdot sdot sdot sdot
10
Rješenje 271
v0 = 0 ms v1 = 10 ms W0 v2 = 30 ms W =
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Kad tijelo obavlja rad mijenja mu se energija Promjena energije tijela jednaka je utrošenom radu
Da bi se tijelu povećala kinetička energija mora okolica na njemu obaviti rad Ako se tijelu smanjuje
kinetička energija tijelo obavlja rad
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
bull Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast
nekog drugog oblika energije
Rad je jednak promjeni energije
Da se automobil ubrza iz stanja mirovanja do brzine v1 treba uložiti rad W0
1 1 1 1 12 2 2 2 20
0 1 0 0 1 0 12 2 2 2 2W m v m v W m v m W m v= sdot sdot minus sdot sdot rArr = sdot sdot minus sdot sdot rArr = sdot sdot
Da se automobil zaustavi kada ima brzinu v2 treba uložiti rad W
1 1 1 1 12 2 2 2 20
2 0 2 22 2 2 2 2W m v m v W m v m W m v= sdot sdot minus sdot sdot rArr = sdot sdot minus sdot sdot rArr = sdot sdot
(gledamo samo iznos rada pa je predznak pozitivan)
Iz sustava jednadžbi dobije se uloženi rad W
1podijelimo 2
1jednadžbe
2
1 2 1 2 2 20 1 2 22 2 2
21 2 21 2 0 0 0 11 12 22
W m v m v v vW W W
W W W vm v vW m
m
mv
= sdot sdot sdot sdot sdot
rArr rArr = rArr = rArr = rArr
sdot sdot sdot= sdot sdot
sdot
sdot
22 2 2 30
2 2 2 9 0 0 0
0
0
1 0 1 1 10
mv v vW W sW W W W W W
mW v W vW
v
s
rArr = rArr = rArr = sdot rArr sdot rArr =sdot = sdot
Odgovor je pod D
Vježba 271
Da se automobil ubrza iz stanja mirovanja do brzine 10 ms treba uložiti rad W0 Zanemarite
li silu trenja i otpor zraka koliko je rada potrebno uložiti da se automobil zaustavi kada ima brzinu
20 ms
2 4 8 90 0 0 0
A W B W C W D Wsdot sdot sdot sdot
Rezultat B
Zadatak 272 (Ante srednja škola)
Automobil mase 800 kg ubrza iz stanja mirovanja do brzine 108 kmh za 10 s Kolika je
srednja snaga motora potrebna za ubrzavanje
Rješenje 272
m = 800 kg v0 = 0 ms v1 = 108 kmh = [108 36] = 30 ms t = 10 s P =
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
11
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Kad tijelo obavlja rad mijenja mu se energija Promjena energije tijela jednaka je utrošenom radu
Da bi se tijelu povećala kinetička energija mora okolica na njemu obaviti rad Ako se tijelu smanjuje
kinetička energija tijelo obavlja rad
Brzinu rada izražavamo snagom Snaga P jednaka je omjeru rada W i vremena t za koje je rad
obavljen tj
W
Pt
=
Računamo srednju snagu motora Rad je jednak promjeni energije pa vrijedi
( )1 1 12 2 2 21 0 1 02 2 2
W E m v m v m v vk EkP P PW
t t tPt
= ∆ sdot sdot minus sdot sdot sdot sdot minus∆rArr = rArr = rArr = =
=
2 21
800 30 02
36000 36 10
m mkg
s s
W kWs
sdot sdot minus
= = =
Vježba 272
Automobil mase 1600 kg ubrza iz stanja mirovanja do brzine 108 kmh za 20 s Kolika je
srednja snaga motora potrebna za ubrzavanje
Rezultat 36 kW
Zadatak 273 (Ante srednja škola)
Dizalica snage 1800 W podiže tijelo mase 200 kg na visinu 20 m Koliko dugo traje
podizanje (ubrzanje sile teže g = 10 ms2)
Rješenje 273
P = 1800 W m = 200 kg h = 20 m g = 10 ms2 t =
Potencijalna energija je energija mentildeudjelovanja tijela Ona ovisi o mentildeusobnom položaju tijela ili o
mentildeusobnom položaju dijelova tijela U polju sile teže tijelo mase m ima gravitacijsku potencijalnu
energiju
E m g hgp = sdot sdot
gdje je g akceleracija slobodnog pada a h vertikalna udaljenost tijela od mjesta gdje bi prema
dogovoru tijelo imalo energiju nula
Kad tijelo obavlja rad mijenja mu se energija Promjena energije tijela jednaka je utrošenom radu
Brzinu rada izražavamo snagom Snaga P jednaka je omjeru rada W i vremena t za koje je rad
obavljen tj
W
Pt
=
Računamo vrijeme podizanja tijela Rad je jednak promjeni energije pa vrijedi
W Egp E E E m g hgp gp gpP P t tW
t t P PPt
t
P
=sdot sdot
rArr = rArr = rArr = rArrsdot = ==
200 10 202
2222 1800
mkg m
s sW
sdot sdot
= =
12
Vježba 273
Dizalica snage 3600 W podiže tijelo mase 200 kg na visinu 40 m Koliko dugo traje
podizanje (ubrzanje sile teže g = 10 ms2)
Rezultat 2222 s
Zadatak 274 (Ante srednja škola)
Kolica mase 80 kg brzine 4 ms zaustave se sabijajući dugu oprugu za 40 cm Odredi
konstantu opruge
Rješenje 274
m = 80 kg v = 4 ms x = 40 cm = 04 m k =
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Titranje je periodično gibanje oko ravnotežnog položaja Periodično gibanje je gibanje koje se
ponavlja nakon odrentildeenog vremenskog intervala (perioda) Najjednostavnije titranje je harmoničko
titranje tj titranje koje uzrokuje harmonijska (elastična) sila Ona je razmjerna pomaku iz ravnotežnog
položaja
F k x= minus sdot
Pomaknemo li oprugu iz ravnotežnog položaja stiskanjem ili rastezanjem ona titra oko tog položaja
Svaki pomak od ravnotežnog položaja nazivamo elongacijom a najveći pomak od položaja ravnoteže
nazivamo amplitudom Elastična potencijalna energija opruge dana je formulom
1 2
2E k xep = sdot sdot
gdje je x pomak od ravnotežnog položaja k koeficijent elastičnosti opruge
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
bull Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast
nekog drugog oblika energije
Zbog zakona očuvanja energije kinetička energija kolica bit će jednaka elastičnoj potencijalnoj
energiji sabijene opruge
2
21 1 1
2
12 2 2 2
22 2 2 2
m vE E m v k x m v k x kep
xxk
sdotsdot
= rArr sdot sdot = sdot sdot rArr sdot sdot = sdot sdot rArr = =
2
80 43
8000 8 10 2
04
mkg
N Ns
m mm
s
sdot
= = = sdot
Vježba 274
Kolica mase 80 kg brzine 2 ms zaustave se sabijajući dugu oprugu za 20 cm Odredi
konstantu opruge
Rezultat 8 103 Nm
13
Zadatak 275 (Ivan srednja škola)
Kamen mase 40 grama bačen je vertikalno prema dolje s visine 60 m početnom brzinom 4 ms
i pao je brzinom 32 ms Koliki je obavljen rad (g = 981 ms2)
Rješenje 275 m = 40 g = 004 kg h = 60 m v1 = 4 ms v2 = 32 ms g = 981 ms
2 W =
Potencijalna energija je energija mentildeudjelovanja tijela Ona ovisi o mentildeusobnom položaju tijela ili o
mentildeusobnom položaju dijelova tijela U polju sile teže tijelo mase m ima gravitacijsku potencijalnu
energiju
E m g hgp = sdot sdot
gdje je g akceleracija slobodnog pada a h vertikalna udaljenost tijela od mjesta gdje bi prema
dogovoru tijelo imalo energiju nula
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
bull Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast
nekog drugog oblika energije
Zbog zakona očuvanja energije zbroj rada W koji obavi zaustavna sila (otpor zraka) i kinetičke
energije Ek2 koju kamen ima pri padu jednak je zbroju gravitacijske potencijalne Egp i kinetičke
energije Ek1 kamena u trenutku izbacivanja s visine h
1 12 22 12 1 2 2
W E E E W m v m g h m vgpk k+ = + rArr + sdot sdot = sdot sdot + sdot sdot rArr
1 1 1 12 2 2 21 2 1 22 2 2 2
W m g h m v m v W m g h v vrArr = sdot sdot + sdot sdot minus sdot sdot rArr = sdot sdot + sdot minus sdot =
2 21 1
004 981 60 4 32 3384 J2 2 2
m m mkg m
s ss
= sdot sdot + sdot minus sdot =
Vježba 275
Kamen mase 80 grama bačen je vertikalno prema dolje s visine 60 m početnom brzinom 4 ms
i pao je brzinom 32 ms Koliki je obavljen rad (g = 981 ms2)
Rezultat 6768 J
Zadatak 276 (Any gimnazija)
Na dva nepomična tijela masa m i 4 m počinje djelovati jednaka sila F na putu s Koliki je
omjer kinetičkih energija na kraju puta s
1 2 3 4A B C D
Rješenje 276
m1 = m m2 = 4 m F1 = F2 = F s 1
2
Ek
Ek
=
Tijelo obavlja rad W ako djeluje nekom silom F na putu s na drugo tijelo Ako sila djeluje u smjeru
gibanja tijela vrijedi
W F s= sdot
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
14
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Kad tijelo obavlja rad mijenja mu se energija Promjena energije tijela jednaka je utrošenom radu
Da bi se tijelu povećala kinetička energija mora okolica na njemu obaviti rad Ako se tijelu smanjuje
kinetička energija tijelo obavlja rad
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
bull Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast
nekog drugog oblika energije
Kinetička energija tijela jednaka je utrošenom radu sile F na putu s Zato vrijedi
bull
11
11
1 11
11
E Wk
E Wk
W F s E F sk
W F sF F
==
= sdot rArr rArr = sdot= sdot
=
bull
22
22
2 22
22
E Wk
E Wk
W F s E F sk
W F sF F
==
= sdot rArr rArr = sdot= sdot
=
Omjer kinetičkih energija na kraju puta s iznosi
1 1 1 1
2 2 2
E E Ek k kF s
E F s E Ek k
F s
F sk
sdot= rArr =
sdotrArr =
sdot sdot
Odgovor je pod A
Vježba 276
Na dva nepomična tijela masa m i 3 m počinje djelovati jednaka sila F na putu s Koliki je
omjer kinetičkih energija na kraju puta s
1 2 3 4A B C D
Rezultat A
Zadatak 277 (Any gimnazija)
Na dva nepomična tijela masa m i 4 m počinje djelovati jednaka sila F na putu s Koliki je
omjer brzina tijela na kraju puta s
11 1 1 1 1 2 4 2
2 2 2 2
v v v vA B C D
v v v v= = = =
Rješenje 277
m1 = m m2 = 4 m F1 = F2 = F s 1
2
v
v=
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Kad tijelo obavlja rad mijenja mu se energija Promjena energije tijela jednaka je utrošenom radu
Da bi se tijelu povećala kinetička energija mora okolica na njemu obaviti rad Ako se tijelu smanjuje
15
kinetička energija tijelo obavlja rad
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
bull Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast
nekog drugog oblika energije
Tijelo obavlja rad W ako djeluje nekom silom F na putu s na drugo tijelo Ako sila djeluje u smjeru
gibanja tijela vrijedi
W F s= sdot
Jednoliko ubrzano gibanje duž puta s jest gibanje za koje vrijedi izraz
22 v a s= sdot sdot
gdje su v brzina za tijelo pošto se pokrenulo iz mirovanja i gibalo jednoliko ubrzano akceleracijom a
za vrijeme t
Drugi Newtonov poučak Ako na tijelo djeluje stalna sila u smjeru njegova gibanja tijelo ima
akceleraciju koja je proporcionalna sili a obrnuto proporcionalna masi tijela te ima isti smjer kao i
sila
F
a F m am
= rArr = sdot
1inačica
Budući da na dva nepomična tijela masa m1 i m2 počinje djelovati jednaka sila F na putu s vrijedi
bull podijelimo
jedna
2 21 1 2 21 1
22 džbe22 11
F ma
a
a F m a v va s s
F m a F mv a sv a s
= sdot = sdot sdot sdot sdot sdotrArr rArr rArr = rArr = rArr
sdot sdot= sdot sdot= sdot sdot
2 22 2 2
2 22 21 1
1 1 1
v vs s F s F s F sv v v
F m F m m m mF
sdot sdot sdot sdot sdot sdot sdot sdotrArr = rArr = rArr = rArr = rArr =sdot
bull podijelimo 2
jednadžbe
2 242 2 22 222 422 22
4
Fa
a
m a F m a v va s s
F m a F mv a sv a s
= sdot = sdot sdot sdot sdot sdot sdotrArr rArr rArr = rArr = rArr
sdot sdot sdot sdot= sdot sdot= sdot sdot
2 22 22 2
2 2 22 2 2 2 2
v vs s F s F s F sv v v
F m F m m m mF
sdot sdot sdotrArr = rArr = rArr = rArr = rArr =
sdot sdot sdot sdot sdotsdot
Omjer brzina tijela na kraju puta s je
2 2 2 2
1 1 1 1 1 1 14 21
2 2 2 2 2 22 2 22
F s F sv v v v v vm m
F sv v v v v vF s
mm
F s
m
F s
m
sdot
sdot
sdot sdot sdot sdot sdot
= rArr = rArr = rArr = rArr = rArr =sdotsdot
sdot sdotsdot
Odgovor je pod B
2inačica
Kinetička energija tijela jednaka je utrošenom radu sile F na putu s Zato vrijedi
1 12 21 1 1 podij1 11 2 2
1 12 22
elimo
jedna42 2 2 2 22
žbe
2
d
E W m v F s m v F sk
E Wk m v F s m v F s
= sdot sdot = sdot sdot sdot = sdot
rArr rArr rArr rArr=
sdot sdot = sdot sdot sdot sdot = sdot
16
1
2 41
2
1 2 2 2 21 12 1 11 1
2 21 2 2 4 44 4 2 22 22
mm v v v vF s
F s v v
F s
Fmm v v
s
sdot sdot sdotsdot
rArr = rArr = rArr = rArr = rArrsdot sdot sdotsdot sdot sdot sdot sdot
sdotsdot
sdotsdot
sdot
2 221 1 1 1 14 4 4 4 22
2 2 2 22
v v v v v
v v v vv
rArr = rArr = rArr = rArr = rArr =
Odgovor je pod B
Vježba 277
Na dva nepomična tijela masa m i 9 m počinje djelovati jednaka sila F na putu s Koliki je
omjer kinetičkih energija na kraju puta s
11 1 1 1 6 3 9 3
2 2 2 2
v v v vA B C D
v v v v= = = =
Rezultat B
Zadatak 278 (Marija gimnazija)
Tijelo mase 3 kg guramo jednoliko duž kosine koja je dugačka 4 m a visoka 2 m Trenje
zanemarujemo Koliki se rad obavi nad tijelom ako ga guramo od dna do vrha kosine (g = 10 ms2)
Rješenje 278
m = 3 kg v = konst s = 4 m h = 2 m g = 10 ms2 W =
Potencijalna energija je energija mentildeudjelovanja tijela Ona ovisi o mentildeusobnom položaju tijela ili o
mentildeusobnom položaju dijelova tijela U polju sile teže tijelo mase m ima gravitacijsku potencijalnu
energiju
E m g hgp = sdot sdot
gdje je g akceleracija slobodnog pada a h vertikalna udaljenost tijela od mjesta gdje bi prema
dogovoru tijelo imalo energiju nula
Tijelo obavlja rad W ako djeluje nekom silom F na putu s na drugo tijelo Ako sila djeluje u smjeru
gibanja tijela vrijedi
W F s= sdot
Kad tijelo obavlja rad mijenja mu se energija Promjena energije tijela jednaka je utrošenom radu
Silu kojom Zemlja privlači sva tijela nazivamo silom težom Pod djelovanjem sile teže sva tijela
padaju na Zemlju ili pritišću na njezinu površinu
Akceleracija kojom tijela padaju na Zemlju naziva se akceleracijom slobodnog pada Prema drugom
Newtonovom poučku
G m g= sdot
gdje je G sila teža m masa tijela i g akceleracija slobodnog pada koja je za sva tijela na istome mjestu
na Zemlji jednaka
Prvi Newtonov poučak
Ako na tijelo ne djeluje nikakva sila ili je rezultanta svih sila jednaka nuli tijelo miruje ili se giba
jednoliko po pravcu Zato kažemo da je tijelo tromo
Sinus šiljastog kuta pravokutnog trokuta jednak je omjeru duljine katete nasuprot toga kuta i duljine
hipotenuze
Sličnost trokuta
b1
c1
a1
c
b a
C1
A B
C
A1 B1
17
Kažemo da su dva trokuta slična ako postoji pridruživanje vrhova jednog vrhovima drugog tako da su
odgovarajući kutovi jednaki a odgovarajuće stranice proporcionalne
1 1 11 1
1
a b ck
a b cα α β β γ γ= = = = = =
Omjer stranica sličnih trokuta k zovemo koeficijent sličnosti Kraće
Dva su trokuta slična ako su im kutovi sukladni a odgovarajuće stranice proporcionalne (razmjerne)
Kutovi s okomitim kracima
αααα = ββββββββ
αααα
1inačica
Kada tijelo mase m guramo jednoliko duž kosine čija je visina h njegova gravitacijska potencijalna
energija poraste za
E m g hgp∆ = sdot sdot
Promjena energije jednaka je obavljenom radu nad tijelom
3 10 2 60 2
E m g hgp mW m g h kg m J
W Egp s
∆ = sdot sdotrArr = sdot sdot = sdot sdot =
= ∆
2inačica
F2
G
F1
s
h
αααα
αααα
αααα
Silu težu (težinu tijela) G rastavimo na dvije komponente
bull komponentu F1 u smjeru kosine koja tijelo ubrzava niz kosinu
bull komponentu F2 okomitu na kosinu koja pritišće kosinu
Uočimo pravokutne trokute
bull pravokutan trokut čija je kateta F2 i hipotenuza G (žuta boja)
bull pravokutan trokut čija je kateta h i hipotenuza s (plava boja)
αααα
αααα
αααα
h
s
F1
G
F2F2
G
F1
s
h
αααα
αααα
αααα
18
Trokuti su slični jer imaju jednake kutove Zato vrijedi
1sin1 1
1 1
sin
F
F Fh h h hGF G F m g
G s G s s sh
s
G
α
α
=
rArr = rArr = rArr = sdot rArr = sdot sdot
=
sdot
Tijelo se giba jednoliko duž kosine pa sila F kojom guramo tijelo mora biti po iznosu jednaka sili F1
ali suprotnog smjera
αααα
αααα
αααα
h
s
F1
F
G
F2
1
1
F Fh
F m ghsF m g
s
=
rArr = sdot sdot= sdot sdot
Obavljeni rad W nad tijelom koje prevali put s ako se gura od dna do vrha kosine iznosi
23 10 4 60
2 4
h m mW F s W m g s W kg m J
s ms
= sdot rArr = sdot sdot sdot = = sdot sdot sdot =
Vježba 278
Tijelo mase 4 kg guramo jednoliko duž kosine koja je dugačka 4 m a visoka 2 m Trenje
zanemarujemo Koliki se rad obavi nad tijelom ako ga se gura od dna do vrha kosine (g = 10 ms2)
Rezultat 80 J
Zadatak 279 (Matea srednja škola)
Vagon mase 20 t giba se jednoliko po vodoravnoj pruzi brzinom 1 ms te nalijeće na mirni
vagon mase 30 t Koliko se kinetičke energije pretvori u druge oblike energije ako se vagoni nakon
sudara gibaju zajedno
Rješenje 279
m1 = 20 t = 2 104 kg v1 = 1 ms m2 = 30 t = 3 10
4 kg v2 = 0 ms
v1 = v2 = v = Ek =
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast nekog
drugog oblika energije
19
Količinu gibanja definiramo kao umnožak mase tijela i njegove brzine Količina gibanja je vektorska
veličina
kad računamo izno sp m v p m vrarr rarr
= sdot = sdot
Zakon o sačuvanju količine gibanja
Zbroj količina gibanja dva tijela prije njihova mentildeusobnog djelovanja jednak je zbroju njihovih
količina gibanja nakon mentildeusobnog djelovanja To vrijedi i za više od dva tijela
Zakon održanja količina gibanja dvaju tijela masa m1 i m2 kojima su početne brzine bile v1 i v2 a
brzine nakon njihova mentildeusobnog djelovanja v1 i v2 glasi
1 1 2 2 1 1 2
2
m v m v m v m vsdot + sdot = sdot + sdot
Zbroj količina gibanja obaju tijela prije njihova mentildeusobnog djelovanja jednak je zbroju njihovih
količina gibanja nakon mentildeusobnog djelovanja
Uporabom zakona o očuvanju količine gibanja odredimo brzinu v kojom se vagoni zajedno gibaju
nakon sudara
01 1 2 2 1 1 2 2 1 1 2 1 2
m v m v m v m v m v m m v m vsdot + sdot = sdot + sdot rArr sdot + sdot = sdot + sdot rArr
( ) ( ) 1 11 1 1 2 1 1 1 2
1
2 1 2
1
m vm v m m v m v m m v v
m mm m
sdotrArr sdot = + sdot rArr sdot = + sdot rArr =
+sdot
+=
42 10 1
04 4 4
2 10 3 10
mkg
ms
skg kg
sdot sdot= =
sdot + sdot
Računamo kinetičke energije
bull prije sudara prvog vagona mase m1 i brzine v1
1 21 11 2
E m vk
= sdot sdot
bull prije sudara drugog vagona mase m2 koji miruje
02
Ek
=
bull nakon sudara vagona koji se zajedno gibaju brzinom v
( )1 2
1 22E m m v
kz= sdot + sdot
Razlika kinetičke energije prije i poslije sudara pretvori se u druge oblike energije
( )1 12 21 1 1 21 2 2
E E E E m v m m vk k kz k
∆ = minus rArr ∆ = sdot sdot minus sdot + sdot =
( )2 2
1 14 4 4 32 10 1 2 10 3 10 04 6000 6 10 6
2 2
m mkg kg kg J J kJ
s s
= sdot sdot sdot minus sdot sdot + sdot sdot = = sdot =
vv1
m2m1m2m1
Vježba 279
Vagon mase 20 t giba se jednoliko po vodoravnoj pruzi brzinom 36 kmh te nalijeće na mirni
vagon mase 30 t Koliko se kinetičke energije pretvori u druge oblike energije ako se vagoni nakon
sudara gibaju zajedno
Rezultat 6 kJ
20
Zadatak 280 (Saša tehnička škola)
Tane mase m doleti horizontalno do drvene kugle koja je na podu Tane proleti središtem
kugle Treba odrediti kolika je energija prešla u toplinu ako je v1 brzina taneta prije nego što je
pogodilo kuglu v2 brzina taneta nakon prolaza kroz kuglu a mk masa kugle Trenje izmentildeu poda i
kugle zanemarimo
Rješenje 280
m1 = m v2 = 0 ms kugla miruje v1 = v1 v1 = v2 m2 = mk v2 =
Q =
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast nekog
drugog oblika energije
Količinu gibanja definiramo kao umnožak mase tijela i njegove brzine Količina gibanja je vektorska
veličina
kad računamo izno sp m v p m vrarr rarr
= sdot = sdot
Zakon o sačuvanju količine gibanja
Zbroj količina gibanja dva tijela prije njihova mentildeusobnog djelovanja jednak je zbroju njihovih
količina gibanja nakon mentildeusobnog djelovanja To vrijedi i za više od dva tijela
Zakon održanja količina gibanja dvaju tijela masa m1 i m2 kojima su početne brzine bile v1 i v2 a
brzine nakon njihova mentildeusobnog djelovanja v1 i v2 glasi
1 1 2 2 1 1 2
2
m v m v m v m vsdot + sdot = sdot + sdot
Zbroj količina gibanja obaju tijela prije njihova mentildeusobnog djelovanja jednak je zbroju njihovih
količina gibanja nakon mentildeusobnog djelovanja
Uporabom zakona o očuvanju količine gibanja odredimo brzinu v2 kugle nakon što kroz nju proleti
tane
01 1 2 2 1 1 2 2 1 2 2
m v m v m v m v m v m m v m vk k
sdot + sdot = sdot + sdot rArr sdot + sdot = sdot + sdot rArr
01 2 2 1 2 2 2 2 1
m v m v m v m v m v m v m v m v m vk k k
rArr sdot + = sdot + sdot rArr sdot = sdot + sdot rArr sdot + sdot = sdot rArr
( ) ( ) 2 1 2 2
1
1 2 2 1 2m v m v m v m v m v v m v m v v
k k mk
krArr sdot = sdot minus sdot rArr sdot = sdot = sdot minus sdotminus rArr sdot rArr
( ) 2 1 2
mv v v
mk
rArr = sdot minus
Računamo kinetičku energiju
bull taneta mase m koje se giba brzinom v1 prije nego što prontildee kroz kuglu
1 211 2
E m vk
= sdot sdot
bull kugle mase mk koja miruje
10 0
2 22E m E
k k k= sdot sdot rArr =
bull taneta mase m koje se giba brzinom v2 nakon što je prošlo središtem kugle
21
1 223 2
E m vk
= sdot sdot
bull kugle mase mk koja se giba brzinom v2 nakon što je kroz nju prošlo tane
( ) ( ) ( )2
22 21 1 12 1 2 1 24 4 4 22 2 2
m mE m v E m v v E m v v
k k k k k km mk k
= sdot sdot rArr = sdot sdot sdot minus rArr = sdot sdot sdot minus rArr
( ) ( )2 22 21 1
1 2 1 24 42 22
m mE v v E v v
k kk mm kk
mrArr = sdot sdot sdot minus rArr = sdot sdot minus
Zbroj kinetičkih energija prije prolaza taneta kroz drvenu kuglu iznosi
1 12 20
1 1 1 1 11 2 2 2E E E E m v E m v
k k= + rArr = sdot sdot + rArr = sdot sdot
Zbroj kinetičkih energija nakon prolaza taneta kroz drvenu kuglu je
( )2 21 12
2 2 2 1 23 4 2 2
mE E E E m v v v
k k mk
= + rArr = sdot sdot + sdot sdot minus
Energija koja je prešla u toplinsku jednaka je razlici kinetičke energije prije i poslije prolaza taneta
kroz kuglu
( )2 21 1 12 2
1 2 1 2 1 22 2 2
mQ E Q E E Q m v m v v v
k mk
= ∆ rArr = minus rArr = sdot sdot minus sdot sdot + sdot sdot minus rArr
( ) ( )2 2 21 1 12 2 2 2
1 2 1 2 1 2 1 22 2 2 2
m m mQ m v m v v v Q v v v v
m mk k
rArr = sdot sdot minus sdot sdot minus sdot sdot minus rArr = sdot minus minus sdot minus
v2
v2v1
Vježba 280
Tane mase m doleti horizontalno do drvene kugle koja je na podu Tane proleti središtem
kugle Treba odrediti kolika je energija prešla u toplinu ako je v1 brzina taneta prije nego što je
pogodilo kuglu v2 brzina taneta nakon prolaza kroz kuglu a 123 middot m masa kugle Trenje izmentildeu poda
i kugle zanemarimo
Rezultat ( )212 2
1 2 1 22 123
mQ v v v v
= sdot minus minus sdot minus
3
Zadatak 263 (Rony gimnazija)
Jabuka mase m = 01 kg padne s visine h = 2 m na oprugu Ona se zbog toga stisne za
y = 10 cm Kolika je konstanta k opiranja opruge Za akceleraciju sile teže uzmite 10 ms2
10 40 100 400N N N N
A B C Dm m m m
Rješenje 263
m = 01 kg h = 2 m y = 10 cm = 01 m g = 10 ms2 k =
Potencijalna energija je energija mentildeudjelovanja tijela Ona ovisi o mentildeusobnom položaju
tijela ili o mentildeusobnom položaju dijelova tijela U polju sile teže tijelo mase m ima gravitacijsku
potencijalnu energiju
E m g hgp = sdot sdot
gdje je g akceleracija slobodnog pada a h vertikalna udaljenost tijela od mjesta gdje bi prema
dogovoru tijelo imalo energiju nula
Titranje je periodično gibanje oko ravnotežnog položaja Periodično gibanje je gibanje koje se
ponavlja nakon odrentildeenog vremenskog intervala (perioda) Najjednostavnije titranje je harmoničko
titranje tj titranje koje uzrokuje harmonijska (elastična) sila Ona je razmjerna pomaku iz ravnotežnog
položaja
F k x= minus sdot
Pomaknemo li oprugu iz ravnotežnog položaja stiskanjem ili rastezanjem ona titra oko tog položaja
Svaki pomak od ravnotežnog položaja nazivamo elongacijom a najveći pomak od položaja ravnoteže
nazivamo amplitudom Elastična potencijalna energija opruge dana je formulom
1 2
2E k xep = sdot sdot
gdje je x pomak od ravnotežnog položaja k koeficijent elastičnosti opruge
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
bull Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast
nekog drugog oblika energije
y
h
Kada jabuka padne s visine h na oprugu gravitacijska potencijalna energija jabuke Egp zbog zakona
održanja energije transformirat će se u elastičnu potencijalnu energiju Eep opruge
4
2
1 1 22 2
22 22
m g hE E m g h k y m g h
y
k y kgp epy
sdot sdot sdot= rArr sdot sdot = sdot sdot rArr sdot sdot = sdot sdot sdot rArr = rArr
( )
2 01 10 222
400 2 2
01
mkg m
m g h Nskmy m
sdot sdot sdotsdot sdot sdot
rArr = = =
Odgovor je pod D
Vježba 263
Jabuka mase m = 02 kg padne s visine h = 1 m na oprugu Ona se zbog toga stisne za
y = 10 cm Kolika je konstanta k opiranja opruge Za akceleraciju sile teže uzmite 10 ms2
10 40 100 400N N N N
A B C Dm m m m
Rezultat D
Zadatak 264 (Helena srednja škola)
Na tijelo djeluje sila od 103 N tako da se ono giba brzinom 10 ms Kolika je snaga kojom
djeluje sila
3 1000 10 10 10A W B kW C kJ D kW
Rješenje 264
F = 103 N v = 10 ms P =
Brzinu rada izražavamo snagom Snaga P jednaka je omjeru rada W i vremena t za koje je rad
obavljen tj
W
Pt
=
Za trenutnu snagu možemo pisati
P F v= sdot
pri čemu je v trenutna brzina
Snaga kojom djeluje sila iznosi
3 310 10 10 10 10
mP F v N W kW
s= sdot = sdot = sdot =
Odgovor je pod B
Vježba 264
Na tijelo djeluje sila od 1 kN tako da se ono giba brzinom 36 kmh Kolika je snaga kojom
djeluje sila
3 1000 10 10 10A W B kW C kJ D kW
Rezultat B
Zadatak 265 (Helena srednja škola)
Osoba vuče teret silom F Graf prikazuje ovisnost sile F o pomaku tereta d Sila i pomak su na
istom pravcu Koliki je rad obavljen pri pomaku od 2 m
10 7 5 25A J B J C J D J
5
F N
d m
1
2
3
4
5
54320 1
Rješenje 265
a = 2 b = 5 W = P =
Tijelo obavlja rad W ako djeluje nekom silom F na putu s na drugo tijelo Ako sila djeluje u smjeru
gibanja tijela vrijedi
W F s= sdot
Ploština ispod krivulje sile u F s ndash grafu brojčano odgovara obavljenom radu
W
s
F
s1 s2 Trokut je dio ravnine omentildeen s tri dužine Te dužine zovemo stranice trokuta Pravokutni trokuti
imaju jedan pravi kut (90ordm)
Ploština pravokutnog trokuta čije su katete a i b dana je formulom
2
a bP
sdot=
Obavljeni rad po iznosu jednak je ploštini pravokutnog trokuta
W
F N
d md m
F N
1
2
3
4
5
5432
1
2
3
4
5
54320 1 0 1
2 52 5
2 55
2 22
a ba b
a bP W W Ja b
W
W P
= == =
sdot sdot= rArr rArr = rArr =sdot
=
=
Odgovor je pod C
Vježba 265
Osoba vuče teret silom F Graf prikazuje ovisnost sile F o pomaku tereta d Sila i pomak su na
istom pravcu Koliki je rad obavljen pri pomaku od 4 m
10 7 5 25A J B J C J D J
6
F N
d m
1
2
3
4
5
54320 1
Rezultat A
Zadatak 266 (Marija srednja škola)
U opruzi je pohranjena energija 25 J uz produljenje 125 cm Kolikom je silom djelovano na
oprugu
Rješenje 266
Eep = 25 J s = 125 cm = 125 m F =
Ako tijelo obješeno o elastičnu oprugu izvučemo iz položaja ravnoteže za neki pomak s i pustimo ga
ono će harmonijski titrati Za svako tijelo koje se giba poput tijela na opruzi što uzrokuje sila upravno
proporcionalna pomaku s smjera suprotnoga pomaku kažemo da harmonijski titra
Elastična sila je sila kojom se tijelo opire deformaciji zbog djelovanja vanjske sile F i razmjerna je
pomaku iz ravnotežnog položaja s
F k srarr rarr
= minus sdot
Iznos elastične sile je
F k s= minus sdot
gdje je k konstanta elastičnosti opruge
Potencijalna energija elastične deformacije opruge konstante k kojoj se duljina djelovanjem sile F
smanjila ili povećala za s
1 2
2E k sep = sdot sdot
Računamo silu kojom se djelovalo na oprugu
2 metoda2
sup
21 21 2222
stitucije
EepE k s kE k s epep
s
F k s F k
s
s F k s
sdot= sdot sdot == sdot sdot
rArr rArr rArr rArr
= sdot = sdot =
sdot
sdot
2 2 2 2540
2 125
E E Jep epF s F N
s ms
sdot sdot sdotrArr = sdot rArr = = =
Vježba 266
U opruzi je pohranjena energija 50 J uz produljenje 250 cm Kolikom je silom djelovano na
oprugu
Rezultat 40 N
7
Zadatak 267 (Marija srednja škola)
Koliko iznosi konstanta opruge koja se produlji za 05 m pod djelovanjem sile 200 N
Rješenje 267
s = 05 m F = 200 N k =
Ako tijelo obješeno o elastičnu oprugu izvučemo iz položaja ravnoteže za neki pomak s i pustimo ga
ono će harmonijski titrati Za svako tijelo koje se giba poput tijela na opruzi što uzrokuje sila upravno
proporcionalna pomaku s smjera suprotnoga pomaku kažemo da harmonijski titra
Elastična sila je sila kojom se tijelo opire deformaciji zbog djelovanja vanjske sile F i razmjerna je
pomaku iz ravnotežnog položaja s
F k srarr rarr
= minus sdot
Iznos elastične sile je
F k s= minus sdot
gdje je k konstanta elastičnosti opruge
Konstanta opruge iznosi
200400
0
1
5
F N NF k s F k s k
s m ms= sdot rArr = =sdotsdot rArr = =
Vježba 267
Koliko iznosi konstanta opruge koja se produlji za 1 m pod djelovanjem sile 400 N
Rezultat 400 N
m
Zadatak 268 (Marija srednja škola)
Za sabijanje elastične opruge za 1 cm potrebno je djelovati silom od 30 N Koliku energiju je
potrebno uložiti za sabijanje iste opruge za 15 cm
Rješenje 268
s1 = 1 cm = 001 m F = 30 N s2 = 15 cm = 015 m Eep =
Ako tijelo obješeno o elastičnu oprugu izvučemo iz položaja ravnoteže za neki pomak s i pustimo ga
ono će harmonijski titrati Za svako tijelo koje se giba poput tijela na opruzi što uzrokuje sila upravno
proporcionalna pomaku s smjera suprotnoga pomaku kažemo da harmonijski titra
Elastična sila je sila kojom se tijelo opire deformaciji zbog djelovanja vanjske sile F i razmjerna je
pomaku iz ravnotežnog položaja s
F k srarr rarr
= minus sdot
Iznos elastične sile je
F k s= minus sdot
gdje je k konstanta elastičnosti opruge
Potencijalna energija elastične deformacije opruge konstante k kojoj se duljina djelovanjem sile F
smanjila ili povećala za s
1 2
2E k sep = sdot sdot
Računamo energiju potrebnu za sabijanje opruge
1
metoda1
supstitucije
111
1 21 12 222 2 22 2
FF k s kF k s
s
E k sepE k s E k sep e
s
p
= sdot == sdot
rArr rArr rArr rArr= sdot sdot
= sdot
sdot
sdot = sdot sdot
( )1 30 2
015 3375 2 001
NE m Jep
mrArr = sdot sdot =
8
Vježba 268
Za sabijanje elastične opruge za 2 cm potrebno je djelovati silom od 60 N Koliku energiju je
potrebno uložiti za sabijanje iste opruge za 15 cm
Rezultat 3375 J
Zadatak 269 (Barbara gimnazija)
Automobil vozi po horizontalnom putu brzinom 60 kmh Vozač stisne kočnicu i automobil se
zaustavi na putu od 20 m Koliki put bi prešao do zaustavljanja da mu je brzina bila 120 kmh Sila
koja zaustavlja automobil jednaka je u oba slučaja
20 40 60 80A m B m C m D m
Rješenje 269
v1 = 60 kmh s1 = 20 m v2 = 120 kmh = 2 v1 F = konst s2 =
Drugi Newtonov poučak Ako na tijelo djeluje stalna sila u smjeru njegova gibanja tijelo ima
akceleraciju koja je proporcionalna sili a obrnuto proporcionalna masi tijela te ima isti smjer kao i
sila
F
a F m am
= rArr = sdot
Jednoliko ubrzano gibanje duž puta s jest gibanje za koje vrijedi izraz
22 v a s= sdot sdot
gdje je v brzina za tijelo pošto se pokrenulo iz mirovanja i gibalo jednoliko ubrzano akceleracijom a za
vrijeme t Za jednoliko usporeno gibanje vrijedi isti izraz
Budući da je sila koja zaustavlja automobil jednaka u oba slučaja i akceleracija je jednaka Iz sustava
jednadžbi dobije se traženi put s2
2po2
d2 2 22 ijel 21 1 2 2 2 2 2 22 2 22
imo
jednadžbe 22 1 1 12
1 1 12 2
v a s v a s v s v s
a s s sv v vv a s
a
a
= sdot sdot sdot sdot sdotrArr rArr = rArr = rArr = rArr
sdot sdot sdot= sdot sdot
sdot
sdot
2 2 2 222
2 2 2 2 2 2 2 12 1 2 12
1 1 1 1 1
1 11
1s
s v s v s v v vs s s s
s s v s v v vv
sdotrArr = rArr = rArr = rArr = sdot rArr = sdot rArrsdot
22 2
2 20 4 80 2 1
12 1
1s sv
vs s m m
sdotrArr = sdot rArr = sdot = sdot =
Odgovor je pod D
Vježba 269
Automobil vozi po horizontalnom putu brzinom 50 kmh Vozač stisne kočnicu i automobil se
zaustavi na putu od 20 m Koliki put bi prešao do zaustavljanja da mu je brzina bila 100 kmh Sila
koja zaustavlja automobil jednaka je u oba slučaja
20 40 60 80A m B m C m D m
Rezultat D
Zadatak 270 (Barbara gimnazija)
Da se automobil ubrza iz stanja mirovanja do brzine 10 ms treba uložiti rad W0 Zanemarite
li silu trenja i otpor zraka koliko je rada potrebno uložiti da se automobil ubrza od brzine 10 ms do
brzine 30 ms
8 4 3 20 0 0 0
A W B W C W D Wsdot sdot sdot sdot
Rješenje 270
v0 = 0 ms v1 = 10 ms W0 v2 = 30 ms W =
9
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Kad tijelo obavlja rad mijenja mu se energija Promjena energije tijela jednaka je utrošenom radu
Da bi se tijelu povećala kinetička energija mora okolica na njemu obaviti rad Ako se tijelu smanjuje
kinetička energija tijelo obavlja rad
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
bull Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast
nekog drugog oblika energije
Rad je jednak promjeni energije
Da se automobil ubrza iz stanja mirovanja do brzine v1 treba uložiti rad W0
1 1 1 1 12 2 2 2 20
0 1 0 0 1 0 12 2 2 2 2W m v m v W m v m W m v= sdot sdot minus sdot sdot rArr = sdot sdot minus sdot sdot rArr = sdot sdot
Da se automobil ubrza od brzine v1 do brzine v2 treba uložiti rad W
( )1 1 12 2 2 2
2 1 2 12 2 2W m v m v W m v v= sdot sdot minus sdot sdot rArr = sdot sdot minus
Iz sustava jednadžbi dobije se uloženi rad W
( )( ) ( )1
podijelimo 21jednadžbe
1 2 1 2 2 2 20 1 2 1 2 12 2
1 2 21 2 2 0 01 12 1 22 2
mW m v m v v v vW W
W WW mm v vm v v
= sdot sdot sdot sdot minus sdot minus
rArr rArr = rArr = rArr
sdot sdot sdot= sdot sdot minus
sdot
sdot
2 2 2 2 2 22 1 2 1 2 1
02 2 20 01 1 1
0
v vW
v v v vW WW W
W Wv v v
sdotminus minus minus
rArr = rArr = rArr = sdot rArr
2 2
30 10
8 0 02
10
m m
s sW W W W
m
s
minus
rArr = sdot rArr = sdot
Odgovor je pod A
Vježba 270
Da se automobil ubrza iz stanja mirovanja do brzine 10 ms treba uložiti rad W0 Zanemarite
li silu trenja i otpor zraka koliko je rada potrebno uložiti da se automobil ubrza od brzine 10 ms do
brzine 20 ms
8 4 3 20 0 0 0
A W B W C W D Wsdot sdot sdot sdot
Rezultat C
Zadatak 271 (Barbara gimnazija)
Da se automobil ubrza iz stanja mirovanja do brzine 10 ms treba uložiti rad W0 Zanemarite
li silu trenja i otpor zraka koliko je rada potrebno uložiti da se automobil zaustavi kada ima brzinu
30 ms
2 4 8 90 0 0 0
A W B W C W D Wsdot sdot sdot sdot
10
Rješenje 271
v0 = 0 ms v1 = 10 ms W0 v2 = 30 ms W =
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Kad tijelo obavlja rad mijenja mu se energija Promjena energije tijela jednaka je utrošenom radu
Da bi se tijelu povećala kinetička energija mora okolica na njemu obaviti rad Ako se tijelu smanjuje
kinetička energija tijelo obavlja rad
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
bull Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast
nekog drugog oblika energije
Rad je jednak promjeni energije
Da se automobil ubrza iz stanja mirovanja do brzine v1 treba uložiti rad W0
1 1 1 1 12 2 2 2 20
0 1 0 0 1 0 12 2 2 2 2W m v m v W m v m W m v= sdot sdot minus sdot sdot rArr = sdot sdot minus sdot sdot rArr = sdot sdot
Da se automobil zaustavi kada ima brzinu v2 treba uložiti rad W
1 1 1 1 12 2 2 2 20
2 0 2 22 2 2 2 2W m v m v W m v m W m v= sdot sdot minus sdot sdot rArr = sdot sdot minus sdot sdot rArr = sdot sdot
(gledamo samo iznos rada pa je predznak pozitivan)
Iz sustava jednadžbi dobije se uloženi rad W
1podijelimo 2
1jednadžbe
2
1 2 1 2 2 20 1 2 22 2 2
21 2 21 2 0 0 0 11 12 22
W m v m v v vW W W
W W W vm v vW m
m
mv
= sdot sdot sdot sdot sdot
rArr rArr = rArr = rArr = rArr
sdot sdot sdot= sdot sdot
sdot
sdot
22 2 2 30
2 2 2 9 0 0 0
0
0
1 0 1 1 10
mv v vW W sW W W W W W
mW v W vW
v
s
rArr = rArr = rArr = sdot rArr sdot rArr =sdot = sdot
Odgovor je pod D
Vježba 271
Da se automobil ubrza iz stanja mirovanja do brzine 10 ms treba uložiti rad W0 Zanemarite
li silu trenja i otpor zraka koliko je rada potrebno uložiti da se automobil zaustavi kada ima brzinu
20 ms
2 4 8 90 0 0 0
A W B W C W D Wsdot sdot sdot sdot
Rezultat B
Zadatak 272 (Ante srednja škola)
Automobil mase 800 kg ubrza iz stanja mirovanja do brzine 108 kmh za 10 s Kolika je
srednja snaga motora potrebna za ubrzavanje
Rješenje 272
m = 800 kg v0 = 0 ms v1 = 108 kmh = [108 36] = 30 ms t = 10 s P =
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
11
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Kad tijelo obavlja rad mijenja mu se energija Promjena energije tijela jednaka je utrošenom radu
Da bi se tijelu povećala kinetička energija mora okolica na njemu obaviti rad Ako se tijelu smanjuje
kinetička energija tijelo obavlja rad
Brzinu rada izražavamo snagom Snaga P jednaka je omjeru rada W i vremena t za koje je rad
obavljen tj
W
Pt
=
Računamo srednju snagu motora Rad je jednak promjeni energije pa vrijedi
( )1 1 12 2 2 21 0 1 02 2 2
W E m v m v m v vk EkP P PW
t t tPt
= ∆ sdot sdot minus sdot sdot sdot sdot minus∆rArr = rArr = rArr = =
=
2 21
800 30 02
36000 36 10
m mkg
s s
W kWs
sdot sdot minus
= = =
Vježba 272
Automobil mase 1600 kg ubrza iz stanja mirovanja do brzine 108 kmh za 20 s Kolika je
srednja snaga motora potrebna za ubrzavanje
Rezultat 36 kW
Zadatak 273 (Ante srednja škola)
Dizalica snage 1800 W podiže tijelo mase 200 kg na visinu 20 m Koliko dugo traje
podizanje (ubrzanje sile teže g = 10 ms2)
Rješenje 273
P = 1800 W m = 200 kg h = 20 m g = 10 ms2 t =
Potencijalna energija je energija mentildeudjelovanja tijela Ona ovisi o mentildeusobnom položaju tijela ili o
mentildeusobnom položaju dijelova tijela U polju sile teže tijelo mase m ima gravitacijsku potencijalnu
energiju
E m g hgp = sdot sdot
gdje je g akceleracija slobodnog pada a h vertikalna udaljenost tijela od mjesta gdje bi prema
dogovoru tijelo imalo energiju nula
Kad tijelo obavlja rad mijenja mu se energija Promjena energije tijela jednaka je utrošenom radu
Brzinu rada izražavamo snagom Snaga P jednaka je omjeru rada W i vremena t za koje je rad
obavljen tj
W
Pt
=
Računamo vrijeme podizanja tijela Rad je jednak promjeni energije pa vrijedi
W Egp E E E m g hgp gp gpP P t tW
t t P PPt
t
P
=sdot sdot
rArr = rArr = rArr = rArrsdot = ==
200 10 202
2222 1800
mkg m
s sW
sdot sdot
= =
12
Vježba 273
Dizalica snage 3600 W podiže tijelo mase 200 kg na visinu 40 m Koliko dugo traje
podizanje (ubrzanje sile teže g = 10 ms2)
Rezultat 2222 s
Zadatak 274 (Ante srednja škola)
Kolica mase 80 kg brzine 4 ms zaustave se sabijajući dugu oprugu za 40 cm Odredi
konstantu opruge
Rješenje 274
m = 80 kg v = 4 ms x = 40 cm = 04 m k =
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Titranje je periodično gibanje oko ravnotežnog položaja Periodično gibanje je gibanje koje se
ponavlja nakon odrentildeenog vremenskog intervala (perioda) Najjednostavnije titranje je harmoničko
titranje tj titranje koje uzrokuje harmonijska (elastična) sila Ona je razmjerna pomaku iz ravnotežnog
položaja
F k x= minus sdot
Pomaknemo li oprugu iz ravnotežnog položaja stiskanjem ili rastezanjem ona titra oko tog položaja
Svaki pomak od ravnotežnog položaja nazivamo elongacijom a najveći pomak od položaja ravnoteže
nazivamo amplitudom Elastična potencijalna energija opruge dana je formulom
1 2
2E k xep = sdot sdot
gdje je x pomak od ravnotežnog položaja k koeficijent elastičnosti opruge
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
bull Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast
nekog drugog oblika energije
Zbog zakona očuvanja energije kinetička energija kolica bit će jednaka elastičnoj potencijalnoj
energiji sabijene opruge
2
21 1 1
2
12 2 2 2
22 2 2 2
m vE E m v k x m v k x kep
xxk
sdotsdot
= rArr sdot sdot = sdot sdot rArr sdot sdot = sdot sdot rArr = =
2
80 43
8000 8 10 2
04
mkg
N Ns
m mm
s
sdot
= = = sdot
Vježba 274
Kolica mase 80 kg brzine 2 ms zaustave se sabijajući dugu oprugu za 20 cm Odredi
konstantu opruge
Rezultat 8 103 Nm
13
Zadatak 275 (Ivan srednja škola)
Kamen mase 40 grama bačen je vertikalno prema dolje s visine 60 m početnom brzinom 4 ms
i pao je brzinom 32 ms Koliki je obavljen rad (g = 981 ms2)
Rješenje 275 m = 40 g = 004 kg h = 60 m v1 = 4 ms v2 = 32 ms g = 981 ms
2 W =
Potencijalna energija je energija mentildeudjelovanja tijela Ona ovisi o mentildeusobnom položaju tijela ili o
mentildeusobnom položaju dijelova tijela U polju sile teže tijelo mase m ima gravitacijsku potencijalnu
energiju
E m g hgp = sdot sdot
gdje je g akceleracija slobodnog pada a h vertikalna udaljenost tijela od mjesta gdje bi prema
dogovoru tijelo imalo energiju nula
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
bull Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast
nekog drugog oblika energije
Zbog zakona očuvanja energije zbroj rada W koji obavi zaustavna sila (otpor zraka) i kinetičke
energije Ek2 koju kamen ima pri padu jednak je zbroju gravitacijske potencijalne Egp i kinetičke
energije Ek1 kamena u trenutku izbacivanja s visine h
1 12 22 12 1 2 2
W E E E W m v m g h m vgpk k+ = + rArr + sdot sdot = sdot sdot + sdot sdot rArr
1 1 1 12 2 2 21 2 1 22 2 2 2
W m g h m v m v W m g h v vrArr = sdot sdot + sdot sdot minus sdot sdot rArr = sdot sdot + sdot minus sdot =
2 21 1
004 981 60 4 32 3384 J2 2 2
m m mkg m
s ss
= sdot sdot + sdot minus sdot =
Vježba 275
Kamen mase 80 grama bačen je vertikalno prema dolje s visine 60 m početnom brzinom 4 ms
i pao je brzinom 32 ms Koliki je obavljen rad (g = 981 ms2)
Rezultat 6768 J
Zadatak 276 (Any gimnazija)
Na dva nepomična tijela masa m i 4 m počinje djelovati jednaka sila F na putu s Koliki je
omjer kinetičkih energija na kraju puta s
1 2 3 4A B C D
Rješenje 276
m1 = m m2 = 4 m F1 = F2 = F s 1
2
Ek
Ek
=
Tijelo obavlja rad W ako djeluje nekom silom F na putu s na drugo tijelo Ako sila djeluje u smjeru
gibanja tijela vrijedi
W F s= sdot
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
14
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Kad tijelo obavlja rad mijenja mu se energija Promjena energije tijela jednaka je utrošenom radu
Da bi se tijelu povećala kinetička energija mora okolica na njemu obaviti rad Ako se tijelu smanjuje
kinetička energija tijelo obavlja rad
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
bull Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast
nekog drugog oblika energije
Kinetička energija tijela jednaka je utrošenom radu sile F na putu s Zato vrijedi
bull
11
11
1 11
11
E Wk
E Wk
W F s E F sk
W F sF F
==
= sdot rArr rArr = sdot= sdot
=
bull
22
22
2 22
22
E Wk
E Wk
W F s E F sk
W F sF F
==
= sdot rArr rArr = sdot= sdot
=
Omjer kinetičkih energija na kraju puta s iznosi
1 1 1 1
2 2 2
E E Ek k kF s
E F s E Ek k
F s
F sk
sdot= rArr =
sdotrArr =
sdot sdot
Odgovor je pod A
Vježba 276
Na dva nepomična tijela masa m i 3 m počinje djelovati jednaka sila F na putu s Koliki je
omjer kinetičkih energija na kraju puta s
1 2 3 4A B C D
Rezultat A
Zadatak 277 (Any gimnazija)
Na dva nepomična tijela masa m i 4 m počinje djelovati jednaka sila F na putu s Koliki je
omjer brzina tijela na kraju puta s
11 1 1 1 1 2 4 2
2 2 2 2
v v v vA B C D
v v v v= = = =
Rješenje 277
m1 = m m2 = 4 m F1 = F2 = F s 1
2
v
v=
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Kad tijelo obavlja rad mijenja mu se energija Promjena energije tijela jednaka je utrošenom radu
Da bi se tijelu povećala kinetička energija mora okolica na njemu obaviti rad Ako se tijelu smanjuje
15
kinetička energija tijelo obavlja rad
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
bull Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast
nekog drugog oblika energije
Tijelo obavlja rad W ako djeluje nekom silom F na putu s na drugo tijelo Ako sila djeluje u smjeru
gibanja tijela vrijedi
W F s= sdot
Jednoliko ubrzano gibanje duž puta s jest gibanje za koje vrijedi izraz
22 v a s= sdot sdot
gdje su v brzina za tijelo pošto se pokrenulo iz mirovanja i gibalo jednoliko ubrzano akceleracijom a
za vrijeme t
Drugi Newtonov poučak Ako na tijelo djeluje stalna sila u smjeru njegova gibanja tijelo ima
akceleraciju koja je proporcionalna sili a obrnuto proporcionalna masi tijela te ima isti smjer kao i
sila
F
a F m am
= rArr = sdot
1inačica
Budući da na dva nepomična tijela masa m1 i m2 počinje djelovati jednaka sila F na putu s vrijedi
bull podijelimo
jedna
2 21 1 2 21 1
22 džbe22 11
F ma
a
a F m a v va s s
F m a F mv a sv a s
= sdot = sdot sdot sdot sdot sdotrArr rArr rArr = rArr = rArr
sdot sdot= sdot sdot= sdot sdot
2 22 2 2
2 22 21 1
1 1 1
v vs s F s F s F sv v v
F m F m m m mF
sdot sdot sdot sdot sdot sdot sdot sdotrArr = rArr = rArr = rArr = rArr =sdot
bull podijelimo 2
jednadžbe
2 242 2 22 222 422 22
4
Fa
a
m a F m a v va s s
F m a F mv a sv a s
= sdot = sdot sdot sdot sdot sdot sdotrArr rArr rArr = rArr = rArr
sdot sdot sdot sdot= sdot sdot= sdot sdot
2 22 22 2
2 2 22 2 2 2 2
v vs s F s F s F sv v v
F m F m m m mF
sdot sdot sdotrArr = rArr = rArr = rArr = rArr =
sdot sdot sdot sdot sdotsdot
Omjer brzina tijela na kraju puta s je
2 2 2 2
1 1 1 1 1 1 14 21
2 2 2 2 2 22 2 22
F s F sv v v v v vm m
F sv v v v v vF s
mm
F s
m
F s
m
sdot
sdot
sdot sdot sdot sdot sdot
= rArr = rArr = rArr = rArr = rArr =sdotsdot
sdot sdotsdot
Odgovor je pod B
2inačica
Kinetička energija tijela jednaka je utrošenom radu sile F na putu s Zato vrijedi
1 12 21 1 1 podij1 11 2 2
1 12 22
elimo
jedna42 2 2 2 22
žbe
2
d
E W m v F s m v F sk
E Wk m v F s m v F s
= sdot sdot = sdot sdot sdot = sdot
rArr rArr rArr rArr=
sdot sdot = sdot sdot sdot sdot = sdot
16
1
2 41
2
1 2 2 2 21 12 1 11 1
2 21 2 2 4 44 4 2 22 22
mm v v v vF s
F s v v
F s
Fmm v v
s
sdot sdot sdotsdot
rArr = rArr = rArr = rArr = rArrsdot sdot sdotsdot sdot sdot sdot sdot
sdotsdot
sdotsdot
sdot
2 221 1 1 1 14 4 4 4 22
2 2 2 22
v v v v v
v v v vv
rArr = rArr = rArr = rArr = rArr =
Odgovor je pod B
Vježba 277
Na dva nepomična tijela masa m i 9 m počinje djelovati jednaka sila F na putu s Koliki je
omjer kinetičkih energija na kraju puta s
11 1 1 1 6 3 9 3
2 2 2 2
v v v vA B C D
v v v v= = = =
Rezultat B
Zadatak 278 (Marija gimnazija)
Tijelo mase 3 kg guramo jednoliko duž kosine koja je dugačka 4 m a visoka 2 m Trenje
zanemarujemo Koliki se rad obavi nad tijelom ako ga guramo od dna do vrha kosine (g = 10 ms2)
Rješenje 278
m = 3 kg v = konst s = 4 m h = 2 m g = 10 ms2 W =
Potencijalna energija je energija mentildeudjelovanja tijela Ona ovisi o mentildeusobnom položaju tijela ili o
mentildeusobnom položaju dijelova tijela U polju sile teže tijelo mase m ima gravitacijsku potencijalnu
energiju
E m g hgp = sdot sdot
gdje je g akceleracija slobodnog pada a h vertikalna udaljenost tijela od mjesta gdje bi prema
dogovoru tijelo imalo energiju nula
Tijelo obavlja rad W ako djeluje nekom silom F na putu s na drugo tijelo Ako sila djeluje u smjeru
gibanja tijela vrijedi
W F s= sdot
Kad tijelo obavlja rad mijenja mu se energija Promjena energije tijela jednaka je utrošenom radu
Silu kojom Zemlja privlači sva tijela nazivamo silom težom Pod djelovanjem sile teže sva tijela
padaju na Zemlju ili pritišću na njezinu površinu
Akceleracija kojom tijela padaju na Zemlju naziva se akceleracijom slobodnog pada Prema drugom
Newtonovom poučku
G m g= sdot
gdje je G sila teža m masa tijela i g akceleracija slobodnog pada koja je za sva tijela na istome mjestu
na Zemlji jednaka
Prvi Newtonov poučak
Ako na tijelo ne djeluje nikakva sila ili je rezultanta svih sila jednaka nuli tijelo miruje ili se giba
jednoliko po pravcu Zato kažemo da je tijelo tromo
Sinus šiljastog kuta pravokutnog trokuta jednak je omjeru duljine katete nasuprot toga kuta i duljine
hipotenuze
Sličnost trokuta
b1
c1
a1
c
b a
C1
A B
C
A1 B1
17
Kažemo da su dva trokuta slična ako postoji pridruživanje vrhova jednog vrhovima drugog tako da su
odgovarajući kutovi jednaki a odgovarajuće stranice proporcionalne
1 1 11 1
1
a b ck
a b cα α β β γ γ= = = = = =
Omjer stranica sličnih trokuta k zovemo koeficijent sličnosti Kraće
Dva su trokuta slična ako su im kutovi sukladni a odgovarajuće stranice proporcionalne (razmjerne)
Kutovi s okomitim kracima
αααα = ββββββββ
αααα
1inačica
Kada tijelo mase m guramo jednoliko duž kosine čija je visina h njegova gravitacijska potencijalna
energija poraste za
E m g hgp∆ = sdot sdot
Promjena energije jednaka je obavljenom radu nad tijelom
3 10 2 60 2
E m g hgp mW m g h kg m J
W Egp s
∆ = sdot sdotrArr = sdot sdot = sdot sdot =
= ∆
2inačica
F2
G
F1
s
h
αααα
αααα
αααα
Silu težu (težinu tijela) G rastavimo na dvije komponente
bull komponentu F1 u smjeru kosine koja tijelo ubrzava niz kosinu
bull komponentu F2 okomitu na kosinu koja pritišće kosinu
Uočimo pravokutne trokute
bull pravokutan trokut čija je kateta F2 i hipotenuza G (žuta boja)
bull pravokutan trokut čija je kateta h i hipotenuza s (plava boja)
αααα
αααα
αααα
h
s
F1
G
F2F2
G
F1
s
h
αααα
αααα
αααα
18
Trokuti su slični jer imaju jednake kutove Zato vrijedi
1sin1 1
1 1
sin
F
F Fh h h hGF G F m g
G s G s s sh
s
G
α
α
=
rArr = rArr = rArr = sdot rArr = sdot sdot
=
sdot
Tijelo se giba jednoliko duž kosine pa sila F kojom guramo tijelo mora biti po iznosu jednaka sili F1
ali suprotnog smjera
αααα
αααα
αααα
h
s
F1
F
G
F2
1
1
F Fh
F m ghsF m g
s
=
rArr = sdot sdot= sdot sdot
Obavljeni rad W nad tijelom koje prevali put s ako se gura od dna do vrha kosine iznosi
23 10 4 60
2 4
h m mW F s W m g s W kg m J
s ms
= sdot rArr = sdot sdot sdot = = sdot sdot sdot =
Vježba 278
Tijelo mase 4 kg guramo jednoliko duž kosine koja je dugačka 4 m a visoka 2 m Trenje
zanemarujemo Koliki se rad obavi nad tijelom ako ga se gura od dna do vrha kosine (g = 10 ms2)
Rezultat 80 J
Zadatak 279 (Matea srednja škola)
Vagon mase 20 t giba se jednoliko po vodoravnoj pruzi brzinom 1 ms te nalijeće na mirni
vagon mase 30 t Koliko se kinetičke energije pretvori u druge oblike energije ako se vagoni nakon
sudara gibaju zajedno
Rješenje 279
m1 = 20 t = 2 104 kg v1 = 1 ms m2 = 30 t = 3 10
4 kg v2 = 0 ms
v1 = v2 = v = Ek =
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast nekog
drugog oblika energije
19
Količinu gibanja definiramo kao umnožak mase tijela i njegove brzine Količina gibanja je vektorska
veličina
kad računamo izno sp m v p m vrarr rarr
= sdot = sdot
Zakon o sačuvanju količine gibanja
Zbroj količina gibanja dva tijela prije njihova mentildeusobnog djelovanja jednak je zbroju njihovih
količina gibanja nakon mentildeusobnog djelovanja To vrijedi i za više od dva tijela
Zakon održanja količina gibanja dvaju tijela masa m1 i m2 kojima su početne brzine bile v1 i v2 a
brzine nakon njihova mentildeusobnog djelovanja v1 i v2 glasi
1 1 2 2 1 1 2
2
m v m v m v m vsdot + sdot = sdot + sdot
Zbroj količina gibanja obaju tijela prije njihova mentildeusobnog djelovanja jednak je zbroju njihovih
količina gibanja nakon mentildeusobnog djelovanja
Uporabom zakona o očuvanju količine gibanja odredimo brzinu v kojom se vagoni zajedno gibaju
nakon sudara
01 1 2 2 1 1 2 2 1 1 2 1 2
m v m v m v m v m v m m v m vsdot + sdot = sdot + sdot rArr sdot + sdot = sdot + sdot rArr
( ) ( ) 1 11 1 1 2 1 1 1 2
1
2 1 2
1
m vm v m m v m v m m v v
m mm m
sdotrArr sdot = + sdot rArr sdot = + sdot rArr =
+sdot
+=
42 10 1
04 4 4
2 10 3 10
mkg
ms
skg kg
sdot sdot= =
sdot + sdot
Računamo kinetičke energije
bull prije sudara prvog vagona mase m1 i brzine v1
1 21 11 2
E m vk
= sdot sdot
bull prije sudara drugog vagona mase m2 koji miruje
02
Ek
=
bull nakon sudara vagona koji se zajedno gibaju brzinom v
( )1 2
1 22E m m v
kz= sdot + sdot
Razlika kinetičke energije prije i poslije sudara pretvori se u druge oblike energije
( )1 12 21 1 1 21 2 2
E E E E m v m m vk k kz k
∆ = minus rArr ∆ = sdot sdot minus sdot + sdot =
( )2 2
1 14 4 4 32 10 1 2 10 3 10 04 6000 6 10 6
2 2
m mkg kg kg J J kJ
s s
= sdot sdot sdot minus sdot sdot + sdot sdot = = sdot =
vv1
m2m1m2m1
Vježba 279
Vagon mase 20 t giba se jednoliko po vodoravnoj pruzi brzinom 36 kmh te nalijeće na mirni
vagon mase 30 t Koliko se kinetičke energije pretvori u druge oblike energije ako se vagoni nakon
sudara gibaju zajedno
Rezultat 6 kJ
20
Zadatak 280 (Saša tehnička škola)
Tane mase m doleti horizontalno do drvene kugle koja je na podu Tane proleti središtem
kugle Treba odrediti kolika je energija prešla u toplinu ako je v1 brzina taneta prije nego što je
pogodilo kuglu v2 brzina taneta nakon prolaza kroz kuglu a mk masa kugle Trenje izmentildeu poda i
kugle zanemarimo
Rješenje 280
m1 = m v2 = 0 ms kugla miruje v1 = v1 v1 = v2 m2 = mk v2 =
Q =
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast nekog
drugog oblika energije
Količinu gibanja definiramo kao umnožak mase tijela i njegove brzine Količina gibanja je vektorska
veličina
kad računamo izno sp m v p m vrarr rarr
= sdot = sdot
Zakon o sačuvanju količine gibanja
Zbroj količina gibanja dva tijela prije njihova mentildeusobnog djelovanja jednak je zbroju njihovih
količina gibanja nakon mentildeusobnog djelovanja To vrijedi i za više od dva tijela
Zakon održanja količina gibanja dvaju tijela masa m1 i m2 kojima su početne brzine bile v1 i v2 a
brzine nakon njihova mentildeusobnog djelovanja v1 i v2 glasi
1 1 2 2 1 1 2
2
m v m v m v m vsdot + sdot = sdot + sdot
Zbroj količina gibanja obaju tijela prije njihova mentildeusobnog djelovanja jednak je zbroju njihovih
količina gibanja nakon mentildeusobnog djelovanja
Uporabom zakona o očuvanju količine gibanja odredimo brzinu v2 kugle nakon što kroz nju proleti
tane
01 1 2 2 1 1 2 2 1 2 2
m v m v m v m v m v m m v m vk k
sdot + sdot = sdot + sdot rArr sdot + sdot = sdot + sdot rArr
01 2 2 1 2 2 2 2 1
m v m v m v m v m v m v m v m v m vk k k
rArr sdot + = sdot + sdot rArr sdot = sdot + sdot rArr sdot + sdot = sdot rArr
( ) ( ) 2 1 2 2
1
1 2 2 1 2m v m v m v m v m v v m v m v v
k k mk
krArr sdot = sdot minus sdot rArr sdot = sdot = sdot minus sdotminus rArr sdot rArr
( ) 2 1 2
mv v v
mk
rArr = sdot minus
Računamo kinetičku energiju
bull taneta mase m koje se giba brzinom v1 prije nego što prontildee kroz kuglu
1 211 2
E m vk
= sdot sdot
bull kugle mase mk koja miruje
10 0
2 22E m E
k k k= sdot sdot rArr =
bull taneta mase m koje se giba brzinom v2 nakon što je prošlo središtem kugle
21
1 223 2
E m vk
= sdot sdot
bull kugle mase mk koja se giba brzinom v2 nakon što je kroz nju prošlo tane
( ) ( ) ( )2
22 21 1 12 1 2 1 24 4 4 22 2 2
m mE m v E m v v E m v v
k k k k k km mk k
= sdot sdot rArr = sdot sdot sdot minus rArr = sdot sdot sdot minus rArr
( ) ( )2 22 21 1
1 2 1 24 42 22
m mE v v E v v
k kk mm kk
mrArr = sdot sdot sdot minus rArr = sdot sdot minus
Zbroj kinetičkih energija prije prolaza taneta kroz drvenu kuglu iznosi
1 12 20
1 1 1 1 11 2 2 2E E E E m v E m v
k k= + rArr = sdot sdot + rArr = sdot sdot
Zbroj kinetičkih energija nakon prolaza taneta kroz drvenu kuglu je
( )2 21 12
2 2 2 1 23 4 2 2
mE E E E m v v v
k k mk
= + rArr = sdot sdot + sdot sdot minus
Energija koja je prešla u toplinsku jednaka je razlici kinetičke energije prije i poslije prolaza taneta
kroz kuglu
( )2 21 1 12 2
1 2 1 2 1 22 2 2
mQ E Q E E Q m v m v v v
k mk
= ∆ rArr = minus rArr = sdot sdot minus sdot sdot + sdot sdot minus rArr
( ) ( )2 2 21 1 12 2 2 2
1 2 1 2 1 2 1 22 2 2 2
m m mQ m v m v v v Q v v v v
m mk k
rArr = sdot sdot minus sdot sdot minus sdot sdot minus rArr = sdot minus minus sdot minus
v2
v2v1
Vježba 280
Tane mase m doleti horizontalno do drvene kugle koja je na podu Tane proleti središtem
kugle Treba odrediti kolika je energija prešla u toplinu ako je v1 brzina taneta prije nego što je
pogodilo kuglu v2 brzina taneta nakon prolaza kroz kuglu a 123 middot m masa kugle Trenje izmentildeu poda
i kugle zanemarimo
Rezultat ( )212 2
1 2 1 22 123
mQ v v v v
= sdot minus minus sdot minus
4
2
1 1 22 2
22 22
m g hE E m g h k y m g h
y
k y kgp epy
sdot sdot sdot= rArr sdot sdot = sdot sdot rArr sdot sdot = sdot sdot sdot rArr = rArr
( )
2 01 10 222
400 2 2
01
mkg m
m g h Nskmy m
sdot sdot sdotsdot sdot sdot
rArr = = =
Odgovor je pod D
Vježba 263
Jabuka mase m = 02 kg padne s visine h = 1 m na oprugu Ona se zbog toga stisne za
y = 10 cm Kolika je konstanta k opiranja opruge Za akceleraciju sile teže uzmite 10 ms2
10 40 100 400N N N N
A B C Dm m m m
Rezultat D
Zadatak 264 (Helena srednja škola)
Na tijelo djeluje sila od 103 N tako da se ono giba brzinom 10 ms Kolika je snaga kojom
djeluje sila
3 1000 10 10 10A W B kW C kJ D kW
Rješenje 264
F = 103 N v = 10 ms P =
Brzinu rada izražavamo snagom Snaga P jednaka je omjeru rada W i vremena t za koje je rad
obavljen tj
W
Pt
=
Za trenutnu snagu možemo pisati
P F v= sdot
pri čemu je v trenutna brzina
Snaga kojom djeluje sila iznosi
3 310 10 10 10 10
mP F v N W kW
s= sdot = sdot = sdot =
Odgovor je pod B
Vježba 264
Na tijelo djeluje sila od 1 kN tako da se ono giba brzinom 36 kmh Kolika je snaga kojom
djeluje sila
3 1000 10 10 10A W B kW C kJ D kW
Rezultat B
Zadatak 265 (Helena srednja škola)
Osoba vuče teret silom F Graf prikazuje ovisnost sile F o pomaku tereta d Sila i pomak su na
istom pravcu Koliki je rad obavljen pri pomaku od 2 m
10 7 5 25A J B J C J D J
5
F N
d m
1
2
3
4
5
54320 1
Rješenje 265
a = 2 b = 5 W = P =
Tijelo obavlja rad W ako djeluje nekom silom F na putu s na drugo tijelo Ako sila djeluje u smjeru
gibanja tijela vrijedi
W F s= sdot
Ploština ispod krivulje sile u F s ndash grafu brojčano odgovara obavljenom radu
W
s
F
s1 s2 Trokut je dio ravnine omentildeen s tri dužine Te dužine zovemo stranice trokuta Pravokutni trokuti
imaju jedan pravi kut (90ordm)
Ploština pravokutnog trokuta čije su katete a i b dana je formulom
2
a bP
sdot=
Obavljeni rad po iznosu jednak je ploštini pravokutnog trokuta
W
F N
d md m
F N
1
2
3
4
5
5432
1
2
3
4
5
54320 1 0 1
2 52 5
2 55
2 22
a ba b
a bP W W Ja b
W
W P
= == =
sdot sdot= rArr rArr = rArr =sdot
=
=
Odgovor je pod C
Vježba 265
Osoba vuče teret silom F Graf prikazuje ovisnost sile F o pomaku tereta d Sila i pomak su na
istom pravcu Koliki je rad obavljen pri pomaku od 4 m
10 7 5 25A J B J C J D J
6
F N
d m
1
2
3
4
5
54320 1
Rezultat A
Zadatak 266 (Marija srednja škola)
U opruzi je pohranjena energija 25 J uz produljenje 125 cm Kolikom je silom djelovano na
oprugu
Rješenje 266
Eep = 25 J s = 125 cm = 125 m F =
Ako tijelo obješeno o elastičnu oprugu izvučemo iz položaja ravnoteže za neki pomak s i pustimo ga
ono će harmonijski titrati Za svako tijelo koje se giba poput tijela na opruzi što uzrokuje sila upravno
proporcionalna pomaku s smjera suprotnoga pomaku kažemo da harmonijski titra
Elastična sila je sila kojom se tijelo opire deformaciji zbog djelovanja vanjske sile F i razmjerna je
pomaku iz ravnotežnog položaja s
F k srarr rarr
= minus sdot
Iznos elastične sile je
F k s= minus sdot
gdje je k konstanta elastičnosti opruge
Potencijalna energija elastične deformacije opruge konstante k kojoj se duljina djelovanjem sile F
smanjila ili povećala za s
1 2
2E k sep = sdot sdot
Računamo silu kojom se djelovalo na oprugu
2 metoda2
sup
21 21 2222
stitucije
EepE k s kE k s epep
s
F k s F k
s
s F k s
sdot= sdot sdot == sdot sdot
rArr rArr rArr rArr
= sdot = sdot =
sdot
sdot
2 2 2 2540
2 125
E E Jep epF s F N
s ms
sdot sdot sdotrArr = sdot rArr = = =
Vježba 266
U opruzi je pohranjena energija 50 J uz produljenje 250 cm Kolikom je silom djelovano na
oprugu
Rezultat 40 N
7
Zadatak 267 (Marija srednja škola)
Koliko iznosi konstanta opruge koja se produlji za 05 m pod djelovanjem sile 200 N
Rješenje 267
s = 05 m F = 200 N k =
Ako tijelo obješeno o elastičnu oprugu izvučemo iz položaja ravnoteže za neki pomak s i pustimo ga
ono će harmonijski titrati Za svako tijelo koje se giba poput tijela na opruzi što uzrokuje sila upravno
proporcionalna pomaku s smjera suprotnoga pomaku kažemo da harmonijski titra
Elastična sila je sila kojom se tijelo opire deformaciji zbog djelovanja vanjske sile F i razmjerna je
pomaku iz ravnotežnog položaja s
F k srarr rarr
= minus sdot
Iznos elastične sile je
F k s= minus sdot
gdje je k konstanta elastičnosti opruge
Konstanta opruge iznosi
200400
0
1
5
F N NF k s F k s k
s m ms= sdot rArr = =sdotsdot rArr = =
Vježba 267
Koliko iznosi konstanta opruge koja se produlji za 1 m pod djelovanjem sile 400 N
Rezultat 400 N
m
Zadatak 268 (Marija srednja škola)
Za sabijanje elastične opruge za 1 cm potrebno je djelovati silom od 30 N Koliku energiju je
potrebno uložiti za sabijanje iste opruge za 15 cm
Rješenje 268
s1 = 1 cm = 001 m F = 30 N s2 = 15 cm = 015 m Eep =
Ako tijelo obješeno o elastičnu oprugu izvučemo iz položaja ravnoteže za neki pomak s i pustimo ga
ono će harmonijski titrati Za svako tijelo koje se giba poput tijela na opruzi što uzrokuje sila upravno
proporcionalna pomaku s smjera suprotnoga pomaku kažemo da harmonijski titra
Elastična sila je sila kojom se tijelo opire deformaciji zbog djelovanja vanjske sile F i razmjerna je
pomaku iz ravnotežnog položaja s
F k srarr rarr
= minus sdot
Iznos elastične sile je
F k s= minus sdot
gdje je k konstanta elastičnosti opruge
Potencijalna energija elastične deformacije opruge konstante k kojoj se duljina djelovanjem sile F
smanjila ili povećala za s
1 2
2E k sep = sdot sdot
Računamo energiju potrebnu za sabijanje opruge
1
metoda1
supstitucije
111
1 21 12 222 2 22 2
FF k s kF k s
s
E k sepE k s E k sep e
s
p
= sdot == sdot
rArr rArr rArr rArr= sdot sdot
= sdot
sdot
sdot = sdot sdot
( )1 30 2
015 3375 2 001
NE m Jep
mrArr = sdot sdot =
8
Vježba 268
Za sabijanje elastične opruge za 2 cm potrebno je djelovati silom od 60 N Koliku energiju je
potrebno uložiti za sabijanje iste opruge za 15 cm
Rezultat 3375 J
Zadatak 269 (Barbara gimnazija)
Automobil vozi po horizontalnom putu brzinom 60 kmh Vozač stisne kočnicu i automobil se
zaustavi na putu od 20 m Koliki put bi prešao do zaustavljanja da mu je brzina bila 120 kmh Sila
koja zaustavlja automobil jednaka je u oba slučaja
20 40 60 80A m B m C m D m
Rješenje 269
v1 = 60 kmh s1 = 20 m v2 = 120 kmh = 2 v1 F = konst s2 =
Drugi Newtonov poučak Ako na tijelo djeluje stalna sila u smjeru njegova gibanja tijelo ima
akceleraciju koja je proporcionalna sili a obrnuto proporcionalna masi tijela te ima isti smjer kao i
sila
F
a F m am
= rArr = sdot
Jednoliko ubrzano gibanje duž puta s jest gibanje za koje vrijedi izraz
22 v a s= sdot sdot
gdje je v brzina za tijelo pošto se pokrenulo iz mirovanja i gibalo jednoliko ubrzano akceleracijom a za
vrijeme t Za jednoliko usporeno gibanje vrijedi isti izraz
Budući da je sila koja zaustavlja automobil jednaka u oba slučaja i akceleracija je jednaka Iz sustava
jednadžbi dobije se traženi put s2
2po2
d2 2 22 ijel 21 1 2 2 2 2 2 22 2 22
imo
jednadžbe 22 1 1 12
1 1 12 2
v a s v a s v s v s
a s s sv v vv a s
a
a
= sdot sdot sdot sdot sdotrArr rArr = rArr = rArr = rArr
sdot sdot sdot= sdot sdot
sdot
sdot
2 2 2 222
2 2 2 2 2 2 2 12 1 2 12
1 1 1 1 1
1 11
1s
s v s v s v v vs s s s
s s v s v v vv
sdotrArr = rArr = rArr = rArr = sdot rArr = sdot rArrsdot
22 2
2 20 4 80 2 1
12 1
1s sv
vs s m m
sdotrArr = sdot rArr = sdot = sdot =
Odgovor je pod D
Vježba 269
Automobil vozi po horizontalnom putu brzinom 50 kmh Vozač stisne kočnicu i automobil se
zaustavi na putu od 20 m Koliki put bi prešao do zaustavljanja da mu je brzina bila 100 kmh Sila
koja zaustavlja automobil jednaka je u oba slučaja
20 40 60 80A m B m C m D m
Rezultat D
Zadatak 270 (Barbara gimnazija)
Da se automobil ubrza iz stanja mirovanja do brzine 10 ms treba uložiti rad W0 Zanemarite
li silu trenja i otpor zraka koliko je rada potrebno uložiti da se automobil ubrza od brzine 10 ms do
brzine 30 ms
8 4 3 20 0 0 0
A W B W C W D Wsdot sdot sdot sdot
Rješenje 270
v0 = 0 ms v1 = 10 ms W0 v2 = 30 ms W =
9
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Kad tijelo obavlja rad mijenja mu se energija Promjena energije tijela jednaka je utrošenom radu
Da bi se tijelu povećala kinetička energija mora okolica na njemu obaviti rad Ako se tijelu smanjuje
kinetička energija tijelo obavlja rad
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
bull Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast
nekog drugog oblika energije
Rad je jednak promjeni energije
Da se automobil ubrza iz stanja mirovanja do brzine v1 treba uložiti rad W0
1 1 1 1 12 2 2 2 20
0 1 0 0 1 0 12 2 2 2 2W m v m v W m v m W m v= sdot sdot minus sdot sdot rArr = sdot sdot minus sdot sdot rArr = sdot sdot
Da se automobil ubrza od brzine v1 do brzine v2 treba uložiti rad W
( )1 1 12 2 2 2
2 1 2 12 2 2W m v m v W m v v= sdot sdot minus sdot sdot rArr = sdot sdot minus
Iz sustava jednadžbi dobije se uloženi rad W
( )( ) ( )1
podijelimo 21jednadžbe
1 2 1 2 2 2 20 1 2 1 2 12 2
1 2 21 2 2 0 01 12 1 22 2
mW m v m v v v vW W
W WW mm v vm v v
= sdot sdot sdot sdot minus sdot minus
rArr rArr = rArr = rArr
sdot sdot sdot= sdot sdot minus
sdot
sdot
2 2 2 2 2 22 1 2 1 2 1
02 2 20 01 1 1
0
v vW
v v v vW WW W
W Wv v v
sdotminus minus minus
rArr = rArr = rArr = sdot rArr
2 2
30 10
8 0 02
10
m m
s sW W W W
m
s
minus
rArr = sdot rArr = sdot
Odgovor je pod A
Vježba 270
Da se automobil ubrza iz stanja mirovanja do brzine 10 ms treba uložiti rad W0 Zanemarite
li silu trenja i otpor zraka koliko je rada potrebno uložiti da se automobil ubrza od brzine 10 ms do
brzine 20 ms
8 4 3 20 0 0 0
A W B W C W D Wsdot sdot sdot sdot
Rezultat C
Zadatak 271 (Barbara gimnazija)
Da se automobil ubrza iz stanja mirovanja do brzine 10 ms treba uložiti rad W0 Zanemarite
li silu trenja i otpor zraka koliko je rada potrebno uložiti da se automobil zaustavi kada ima brzinu
30 ms
2 4 8 90 0 0 0
A W B W C W D Wsdot sdot sdot sdot
10
Rješenje 271
v0 = 0 ms v1 = 10 ms W0 v2 = 30 ms W =
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Kad tijelo obavlja rad mijenja mu se energija Promjena energije tijela jednaka je utrošenom radu
Da bi se tijelu povećala kinetička energija mora okolica na njemu obaviti rad Ako se tijelu smanjuje
kinetička energija tijelo obavlja rad
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
bull Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast
nekog drugog oblika energije
Rad je jednak promjeni energije
Da se automobil ubrza iz stanja mirovanja do brzine v1 treba uložiti rad W0
1 1 1 1 12 2 2 2 20
0 1 0 0 1 0 12 2 2 2 2W m v m v W m v m W m v= sdot sdot minus sdot sdot rArr = sdot sdot minus sdot sdot rArr = sdot sdot
Da se automobil zaustavi kada ima brzinu v2 treba uložiti rad W
1 1 1 1 12 2 2 2 20
2 0 2 22 2 2 2 2W m v m v W m v m W m v= sdot sdot minus sdot sdot rArr = sdot sdot minus sdot sdot rArr = sdot sdot
(gledamo samo iznos rada pa je predznak pozitivan)
Iz sustava jednadžbi dobije se uloženi rad W
1podijelimo 2
1jednadžbe
2
1 2 1 2 2 20 1 2 22 2 2
21 2 21 2 0 0 0 11 12 22
W m v m v v vW W W
W W W vm v vW m
m
mv
= sdot sdot sdot sdot sdot
rArr rArr = rArr = rArr = rArr
sdot sdot sdot= sdot sdot
sdot
sdot
22 2 2 30
2 2 2 9 0 0 0
0
0
1 0 1 1 10
mv v vW W sW W W W W W
mW v W vW
v
s
rArr = rArr = rArr = sdot rArr sdot rArr =sdot = sdot
Odgovor je pod D
Vježba 271
Da se automobil ubrza iz stanja mirovanja do brzine 10 ms treba uložiti rad W0 Zanemarite
li silu trenja i otpor zraka koliko je rada potrebno uložiti da se automobil zaustavi kada ima brzinu
20 ms
2 4 8 90 0 0 0
A W B W C W D Wsdot sdot sdot sdot
Rezultat B
Zadatak 272 (Ante srednja škola)
Automobil mase 800 kg ubrza iz stanja mirovanja do brzine 108 kmh za 10 s Kolika je
srednja snaga motora potrebna za ubrzavanje
Rješenje 272
m = 800 kg v0 = 0 ms v1 = 108 kmh = [108 36] = 30 ms t = 10 s P =
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
11
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Kad tijelo obavlja rad mijenja mu se energija Promjena energije tijela jednaka je utrošenom radu
Da bi se tijelu povećala kinetička energija mora okolica na njemu obaviti rad Ako se tijelu smanjuje
kinetička energija tijelo obavlja rad
Brzinu rada izražavamo snagom Snaga P jednaka je omjeru rada W i vremena t za koje je rad
obavljen tj
W
Pt
=
Računamo srednju snagu motora Rad je jednak promjeni energije pa vrijedi
( )1 1 12 2 2 21 0 1 02 2 2
W E m v m v m v vk EkP P PW
t t tPt
= ∆ sdot sdot minus sdot sdot sdot sdot minus∆rArr = rArr = rArr = =
=
2 21
800 30 02
36000 36 10
m mkg
s s
W kWs
sdot sdot minus
= = =
Vježba 272
Automobil mase 1600 kg ubrza iz stanja mirovanja do brzine 108 kmh za 20 s Kolika je
srednja snaga motora potrebna za ubrzavanje
Rezultat 36 kW
Zadatak 273 (Ante srednja škola)
Dizalica snage 1800 W podiže tijelo mase 200 kg na visinu 20 m Koliko dugo traje
podizanje (ubrzanje sile teže g = 10 ms2)
Rješenje 273
P = 1800 W m = 200 kg h = 20 m g = 10 ms2 t =
Potencijalna energija je energija mentildeudjelovanja tijela Ona ovisi o mentildeusobnom položaju tijela ili o
mentildeusobnom položaju dijelova tijela U polju sile teže tijelo mase m ima gravitacijsku potencijalnu
energiju
E m g hgp = sdot sdot
gdje je g akceleracija slobodnog pada a h vertikalna udaljenost tijela od mjesta gdje bi prema
dogovoru tijelo imalo energiju nula
Kad tijelo obavlja rad mijenja mu se energija Promjena energije tijela jednaka je utrošenom radu
Brzinu rada izražavamo snagom Snaga P jednaka je omjeru rada W i vremena t za koje je rad
obavljen tj
W
Pt
=
Računamo vrijeme podizanja tijela Rad je jednak promjeni energije pa vrijedi
W Egp E E E m g hgp gp gpP P t tW
t t P PPt
t
P
=sdot sdot
rArr = rArr = rArr = rArrsdot = ==
200 10 202
2222 1800
mkg m
s sW
sdot sdot
= =
12
Vježba 273
Dizalica snage 3600 W podiže tijelo mase 200 kg na visinu 40 m Koliko dugo traje
podizanje (ubrzanje sile teže g = 10 ms2)
Rezultat 2222 s
Zadatak 274 (Ante srednja škola)
Kolica mase 80 kg brzine 4 ms zaustave se sabijajući dugu oprugu za 40 cm Odredi
konstantu opruge
Rješenje 274
m = 80 kg v = 4 ms x = 40 cm = 04 m k =
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Titranje je periodično gibanje oko ravnotežnog položaja Periodično gibanje je gibanje koje se
ponavlja nakon odrentildeenog vremenskog intervala (perioda) Najjednostavnije titranje je harmoničko
titranje tj titranje koje uzrokuje harmonijska (elastična) sila Ona je razmjerna pomaku iz ravnotežnog
položaja
F k x= minus sdot
Pomaknemo li oprugu iz ravnotežnog položaja stiskanjem ili rastezanjem ona titra oko tog položaja
Svaki pomak od ravnotežnog položaja nazivamo elongacijom a najveći pomak od položaja ravnoteže
nazivamo amplitudom Elastična potencijalna energija opruge dana je formulom
1 2
2E k xep = sdot sdot
gdje je x pomak od ravnotežnog položaja k koeficijent elastičnosti opruge
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
bull Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast
nekog drugog oblika energije
Zbog zakona očuvanja energije kinetička energija kolica bit će jednaka elastičnoj potencijalnoj
energiji sabijene opruge
2
21 1 1
2
12 2 2 2
22 2 2 2
m vE E m v k x m v k x kep
xxk
sdotsdot
= rArr sdot sdot = sdot sdot rArr sdot sdot = sdot sdot rArr = =
2
80 43
8000 8 10 2
04
mkg
N Ns
m mm
s
sdot
= = = sdot
Vježba 274
Kolica mase 80 kg brzine 2 ms zaustave se sabijajući dugu oprugu za 20 cm Odredi
konstantu opruge
Rezultat 8 103 Nm
13
Zadatak 275 (Ivan srednja škola)
Kamen mase 40 grama bačen je vertikalno prema dolje s visine 60 m početnom brzinom 4 ms
i pao je brzinom 32 ms Koliki je obavljen rad (g = 981 ms2)
Rješenje 275 m = 40 g = 004 kg h = 60 m v1 = 4 ms v2 = 32 ms g = 981 ms
2 W =
Potencijalna energija je energija mentildeudjelovanja tijela Ona ovisi o mentildeusobnom položaju tijela ili o
mentildeusobnom položaju dijelova tijela U polju sile teže tijelo mase m ima gravitacijsku potencijalnu
energiju
E m g hgp = sdot sdot
gdje je g akceleracija slobodnog pada a h vertikalna udaljenost tijela od mjesta gdje bi prema
dogovoru tijelo imalo energiju nula
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
bull Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast
nekog drugog oblika energije
Zbog zakona očuvanja energije zbroj rada W koji obavi zaustavna sila (otpor zraka) i kinetičke
energije Ek2 koju kamen ima pri padu jednak je zbroju gravitacijske potencijalne Egp i kinetičke
energije Ek1 kamena u trenutku izbacivanja s visine h
1 12 22 12 1 2 2
W E E E W m v m g h m vgpk k+ = + rArr + sdot sdot = sdot sdot + sdot sdot rArr
1 1 1 12 2 2 21 2 1 22 2 2 2
W m g h m v m v W m g h v vrArr = sdot sdot + sdot sdot minus sdot sdot rArr = sdot sdot + sdot minus sdot =
2 21 1
004 981 60 4 32 3384 J2 2 2
m m mkg m
s ss
= sdot sdot + sdot minus sdot =
Vježba 275
Kamen mase 80 grama bačen je vertikalno prema dolje s visine 60 m početnom brzinom 4 ms
i pao je brzinom 32 ms Koliki je obavljen rad (g = 981 ms2)
Rezultat 6768 J
Zadatak 276 (Any gimnazija)
Na dva nepomična tijela masa m i 4 m počinje djelovati jednaka sila F na putu s Koliki je
omjer kinetičkih energija na kraju puta s
1 2 3 4A B C D
Rješenje 276
m1 = m m2 = 4 m F1 = F2 = F s 1
2
Ek
Ek
=
Tijelo obavlja rad W ako djeluje nekom silom F na putu s na drugo tijelo Ako sila djeluje u smjeru
gibanja tijela vrijedi
W F s= sdot
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
14
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Kad tijelo obavlja rad mijenja mu se energija Promjena energije tijela jednaka je utrošenom radu
Da bi se tijelu povećala kinetička energija mora okolica na njemu obaviti rad Ako se tijelu smanjuje
kinetička energija tijelo obavlja rad
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
bull Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast
nekog drugog oblika energije
Kinetička energija tijela jednaka je utrošenom radu sile F na putu s Zato vrijedi
bull
11
11
1 11
11
E Wk
E Wk
W F s E F sk
W F sF F
==
= sdot rArr rArr = sdot= sdot
=
bull
22
22
2 22
22
E Wk
E Wk
W F s E F sk
W F sF F
==
= sdot rArr rArr = sdot= sdot
=
Omjer kinetičkih energija na kraju puta s iznosi
1 1 1 1
2 2 2
E E Ek k kF s
E F s E Ek k
F s
F sk
sdot= rArr =
sdotrArr =
sdot sdot
Odgovor je pod A
Vježba 276
Na dva nepomična tijela masa m i 3 m počinje djelovati jednaka sila F na putu s Koliki je
omjer kinetičkih energija na kraju puta s
1 2 3 4A B C D
Rezultat A
Zadatak 277 (Any gimnazija)
Na dva nepomična tijela masa m i 4 m počinje djelovati jednaka sila F na putu s Koliki je
omjer brzina tijela na kraju puta s
11 1 1 1 1 2 4 2
2 2 2 2
v v v vA B C D
v v v v= = = =
Rješenje 277
m1 = m m2 = 4 m F1 = F2 = F s 1
2
v
v=
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Kad tijelo obavlja rad mijenja mu se energija Promjena energije tijela jednaka je utrošenom radu
Da bi se tijelu povećala kinetička energija mora okolica na njemu obaviti rad Ako se tijelu smanjuje
15
kinetička energija tijelo obavlja rad
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
bull Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast
nekog drugog oblika energije
Tijelo obavlja rad W ako djeluje nekom silom F na putu s na drugo tijelo Ako sila djeluje u smjeru
gibanja tijela vrijedi
W F s= sdot
Jednoliko ubrzano gibanje duž puta s jest gibanje za koje vrijedi izraz
22 v a s= sdot sdot
gdje su v brzina za tijelo pošto se pokrenulo iz mirovanja i gibalo jednoliko ubrzano akceleracijom a
za vrijeme t
Drugi Newtonov poučak Ako na tijelo djeluje stalna sila u smjeru njegova gibanja tijelo ima
akceleraciju koja je proporcionalna sili a obrnuto proporcionalna masi tijela te ima isti smjer kao i
sila
F
a F m am
= rArr = sdot
1inačica
Budući da na dva nepomična tijela masa m1 i m2 počinje djelovati jednaka sila F na putu s vrijedi
bull podijelimo
jedna
2 21 1 2 21 1
22 džbe22 11
F ma
a
a F m a v va s s
F m a F mv a sv a s
= sdot = sdot sdot sdot sdot sdotrArr rArr rArr = rArr = rArr
sdot sdot= sdot sdot= sdot sdot
2 22 2 2
2 22 21 1
1 1 1
v vs s F s F s F sv v v
F m F m m m mF
sdot sdot sdot sdot sdot sdot sdot sdotrArr = rArr = rArr = rArr = rArr =sdot
bull podijelimo 2
jednadžbe
2 242 2 22 222 422 22
4
Fa
a
m a F m a v va s s
F m a F mv a sv a s
= sdot = sdot sdot sdot sdot sdot sdotrArr rArr rArr = rArr = rArr
sdot sdot sdot sdot= sdot sdot= sdot sdot
2 22 22 2
2 2 22 2 2 2 2
v vs s F s F s F sv v v
F m F m m m mF
sdot sdot sdotrArr = rArr = rArr = rArr = rArr =
sdot sdot sdot sdot sdotsdot
Omjer brzina tijela na kraju puta s je
2 2 2 2
1 1 1 1 1 1 14 21
2 2 2 2 2 22 2 22
F s F sv v v v v vm m
F sv v v v v vF s
mm
F s
m
F s
m
sdot
sdot
sdot sdot sdot sdot sdot
= rArr = rArr = rArr = rArr = rArr =sdotsdot
sdot sdotsdot
Odgovor je pod B
2inačica
Kinetička energija tijela jednaka je utrošenom radu sile F na putu s Zato vrijedi
1 12 21 1 1 podij1 11 2 2
1 12 22
elimo
jedna42 2 2 2 22
žbe
2
d
E W m v F s m v F sk
E Wk m v F s m v F s
= sdot sdot = sdot sdot sdot = sdot
rArr rArr rArr rArr=
sdot sdot = sdot sdot sdot sdot = sdot
16
1
2 41
2
1 2 2 2 21 12 1 11 1
2 21 2 2 4 44 4 2 22 22
mm v v v vF s
F s v v
F s
Fmm v v
s
sdot sdot sdotsdot
rArr = rArr = rArr = rArr = rArrsdot sdot sdotsdot sdot sdot sdot sdot
sdotsdot
sdotsdot
sdot
2 221 1 1 1 14 4 4 4 22
2 2 2 22
v v v v v
v v v vv
rArr = rArr = rArr = rArr = rArr =
Odgovor je pod B
Vježba 277
Na dva nepomična tijela masa m i 9 m počinje djelovati jednaka sila F na putu s Koliki je
omjer kinetičkih energija na kraju puta s
11 1 1 1 6 3 9 3
2 2 2 2
v v v vA B C D
v v v v= = = =
Rezultat B
Zadatak 278 (Marija gimnazija)
Tijelo mase 3 kg guramo jednoliko duž kosine koja je dugačka 4 m a visoka 2 m Trenje
zanemarujemo Koliki se rad obavi nad tijelom ako ga guramo od dna do vrha kosine (g = 10 ms2)
Rješenje 278
m = 3 kg v = konst s = 4 m h = 2 m g = 10 ms2 W =
Potencijalna energija je energija mentildeudjelovanja tijela Ona ovisi o mentildeusobnom položaju tijela ili o
mentildeusobnom položaju dijelova tijela U polju sile teže tijelo mase m ima gravitacijsku potencijalnu
energiju
E m g hgp = sdot sdot
gdje je g akceleracija slobodnog pada a h vertikalna udaljenost tijela od mjesta gdje bi prema
dogovoru tijelo imalo energiju nula
Tijelo obavlja rad W ako djeluje nekom silom F na putu s na drugo tijelo Ako sila djeluje u smjeru
gibanja tijela vrijedi
W F s= sdot
Kad tijelo obavlja rad mijenja mu se energija Promjena energije tijela jednaka je utrošenom radu
Silu kojom Zemlja privlači sva tijela nazivamo silom težom Pod djelovanjem sile teže sva tijela
padaju na Zemlju ili pritišću na njezinu površinu
Akceleracija kojom tijela padaju na Zemlju naziva se akceleracijom slobodnog pada Prema drugom
Newtonovom poučku
G m g= sdot
gdje je G sila teža m masa tijela i g akceleracija slobodnog pada koja je za sva tijela na istome mjestu
na Zemlji jednaka
Prvi Newtonov poučak
Ako na tijelo ne djeluje nikakva sila ili je rezultanta svih sila jednaka nuli tijelo miruje ili se giba
jednoliko po pravcu Zato kažemo da je tijelo tromo
Sinus šiljastog kuta pravokutnog trokuta jednak je omjeru duljine katete nasuprot toga kuta i duljine
hipotenuze
Sličnost trokuta
b1
c1
a1
c
b a
C1
A B
C
A1 B1
17
Kažemo da su dva trokuta slična ako postoji pridruživanje vrhova jednog vrhovima drugog tako da su
odgovarajući kutovi jednaki a odgovarajuće stranice proporcionalne
1 1 11 1
1
a b ck
a b cα α β β γ γ= = = = = =
Omjer stranica sličnih trokuta k zovemo koeficijent sličnosti Kraće
Dva su trokuta slična ako su im kutovi sukladni a odgovarajuće stranice proporcionalne (razmjerne)
Kutovi s okomitim kracima
αααα = ββββββββ
αααα
1inačica
Kada tijelo mase m guramo jednoliko duž kosine čija je visina h njegova gravitacijska potencijalna
energija poraste za
E m g hgp∆ = sdot sdot
Promjena energije jednaka je obavljenom radu nad tijelom
3 10 2 60 2
E m g hgp mW m g h kg m J
W Egp s
∆ = sdot sdotrArr = sdot sdot = sdot sdot =
= ∆
2inačica
F2
G
F1
s
h
αααα
αααα
αααα
Silu težu (težinu tijela) G rastavimo na dvije komponente
bull komponentu F1 u smjeru kosine koja tijelo ubrzava niz kosinu
bull komponentu F2 okomitu na kosinu koja pritišće kosinu
Uočimo pravokutne trokute
bull pravokutan trokut čija je kateta F2 i hipotenuza G (žuta boja)
bull pravokutan trokut čija je kateta h i hipotenuza s (plava boja)
αααα
αααα
αααα
h
s
F1
G
F2F2
G
F1
s
h
αααα
αααα
αααα
18
Trokuti su slični jer imaju jednake kutove Zato vrijedi
1sin1 1
1 1
sin
F
F Fh h h hGF G F m g
G s G s s sh
s
G
α
α
=
rArr = rArr = rArr = sdot rArr = sdot sdot
=
sdot
Tijelo se giba jednoliko duž kosine pa sila F kojom guramo tijelo mora biti po iznosu jednaka sili F1
ali suprotnog smjera
αααα
αααα
αααα
h
s
F1
F
G
F2
1
1
F Fh
F m ghsF m g
s
=
rArr = sdot sdot= sdot sdot
Obavljeni rad W nad tijelom koje prevali put s ako se gura od dna do vrha kosine iznosi
23 10 4 60
2 4
h m mW F s W m g s W kg m J
s ms
= sdot rArr = sdot sdot sdot = = sdot sdot sdot =
Vježba 278
Tijelo mase 4 kg guramo jednoliko duž kosine koja je dugačka 4 m a visoka 2 m Trenje
zanemarujemo Koliki se rad obavi nad tijelom ako ga se gura od dna do vrha kosine (g = 10 ms2)
Rezultat 80 J
Zadatak 279 (Matea srednja škola)
Vagon mase 20 t giba se jednoliko po vodoravnoj pruzi brzinom 1 ms te nalijeće na mirni
vagon mase 30 t Koliko se kinetičke energije pretvori u druge oblike energije ako se vagoni nakon
sudara gibaju zajedno
Rješenje 279
m1 = 20 t = 2 104 kg v1 = 1 ms m2 = 30 t = 3 10
4 kg v2 = 0 ms
v1 = v2 = v = Ek =
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast nekog
drugog oblika energije
19
Količinu gibanja definiramo kao umnožak mase tijela i njegove brzine Količina gibanja je vektorska
veličina
kad računamo izno sp m v p m vrarr rarr
= sdot = sdot
Zakon o sačuvanju količine gibanja
Zbroj količina gibanja dva tijela prije njihova mentildeusobnog djelovanja jednak je zbroju njihovih
količina gibanja nakon mentildeusobnog djelovanja To vrijedi i za više od dva tijela
Zakon održanja količina gibanja dvaju tijela masa m1 i m2 kojima su početne brzine bile v1 i v2 a
brzine nakon njihova mentildeusobnog djelovanja v1 i v2 glasi
1 1 2 2 1 1 2
2
m v m v m v m vsdot + sdot = sdot + sdot
Zbroj količina gibanja obaju tijela prije njihova mentildeusobnog djelovanja jednak je zbroju njihovih
količina gibanja nakon mentildeusobnog djelovanja
Uporabom zakona o očuvanju količine gibanja odredimo brzinu v kojom se vagoni zajedno gibaju
nakon sudara
01 1 2 2 1 1 2 2 1 1 2 1 2
m v m v m v m v m v m m v m vsdot + sdot = sdot + sdot rArr sdot + sdot = sdot + sdot rArr
( ) ( ) 1 11 1 1 2 1 1 1 2
1
2 1 2
1
m vm v m m v m v m m v v
m mm m
sdotrArr sdot = + sdot rArr sdot = + sdot rArr =
+sdot
+=
42 10 1
04 4 4
2 10 3 10
mkg
ms
skg kg
sdot sdot= =
sdot + sdot
Računamo kinetičke energije
bull prije sudara prvog vagona mase m1 i brzine v1
1 21 11 2
E m vk
= sdot sdot
bull prije sudara drugog vagona mase m2 koji miruje
02
Ek
=
bull nakon sudara vagona koji se zajedno gibaju brzinom v
( )1 2
1 22E m m v
kz= sdot + sdot
Razlika kinetičke energije prije i poslije sudara pretvori se u druge oblike energije
( )1 12 21 1 1 21 2 2
E E E E m v m m vk k kz k
∆ = minus rArr ∆ = sdot sdot minus sdot + sdot =
( )2 2
1 14 4 4 32 10 1 2 10 3 10 04 6000 6 10 6
2 2
m mkg kg kg J J kJ
s s
= sdot sdot sdot minus sdot sdot + sdot sdot = = sdot =
vv1
m2m1m2m1
Vježba 279
Vagon mase 20 t giba se jednoliko po vodoravnoj pruzi brzinom 36 kmh te nalijeće na mirni
vagon mase 30 t Koliko se kinetičke energije pretvori u druge oblike energije ako se vagoni nakon
sudara gibaju zajedno
Rezultat 6 kJ
20
Zadatak 280 (Saša tehnička škola)
Tane mase m doleti horizontalno do drvene kugle koja je na podu Tane proleti središtem
kugle Treba odrediti kolika je energija prešla u toplinu ako je v1 brzina taneta prije nego što je
pogodilo kuglu v2 brzina taneta nakon prolaza kroz kuglu a mk masa kugle Trenje izmentildeu poda i
kugle zanemarimo
Rješenje 280
m1 = m v2 = 0 ms kugla miruje v1 = v1 v1 = v2 m2 = mk v2 =
Q =
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast nekog
drugog oblika energije
Količinu gibanja definiramo kao umnožak mase tijela i njegove brzine Količina gibanja je vektorska
veličina
kad računamo izno sp m v p m vrarr rarr
= sdot = sdot
Zakon o sačuvanju količine gibanja
Zbroj količina gibanja dva tijela prije njihova mentildeusobnog djelovanja jednak je zbroju njihovih
količina gibanja nakon mentildeusobnog djelovanja To vrijedi i za više od dva tijela
Zakon održanja količina gibanja dvaju tijela masa m1 i m2 kojima su početne brzine bile v1 i v2 a
brzine nakon njihova mentildeusobnog djelovanja v1 i v2 glasi
1 1 2 2 1 1 2
2
m v m v m v m vsdot + sdot = sdot + sdot
Zbroj količina gibanja obaju tijela prije njihova mentildeusobnog djelovanja jednak je zbroju njihovih
količina gibanja nakon mentildeusobnog djelovanja
Uporabom zakona o očuvanju količine gibanja odredimo brzinu v2 kugle nakon što kroz nju proleti
tane
01 1 2 2 1 1 2 2 1 2 2
m v m v m v m v m v m m v m vk k
sdot + sdot = sdot + sdot rArr sdot + sdot = sdot + sdot rArr
01 2 2 1 2 2 2 2 1
m v m v m v m v m v m v m v m v m vk k k
rArr sdot + = sdot + sdot rArr sdot = sdot + sdot rArr sdot + sdot = sdot rArr
( ) ( ) 2 1 2 2
1
1 2 2 1 2m v m v m v m v m v v m v m v v
k k mk
krArr sdot = sdot minus sdot rArr sdot = sdot = sdot minus sdotminus rArr sdot rArr
( ) 2 1 2
mv v v
mk
rArr = sdot minus
Računamo kinetičku energiju
bull taneta mase m koje se giba brzinom v1 prije nego što prontildee kroz kuglu
1 211 2
E m vk
= sdot sdot
bull kugle mase mk koja miruje
10 0
2 22E m E
k k k= sdot sdot rArr =
bull taneta mase m koje se giba brzinom v2 nakon što je prošlo središtem kugle
21
1 223 2
E m vk
= sdot sdot
bull kugle mase mk koja se giba brzinom v2 nakon što je kroz nju prošlo tane
( ) ( ) ( )2
22 21 1 12 1 2 1 24 4 4 22 2 2
m mE m v E m v v E m v v
k k k k k km mk k
= sdot sdot rArr = sdot sdot sdot minus rArr = sdot sdot sdot minus rArr
( ) ( )2 22 21 1
1 2 1 24 42 22
m mE v v E v v
k kk mm kk
mrArr = sdot sdot sdot minus rArr = sdot sdot minus
Zbroj kinetičkih energija prije prolaza taneta kroz drvenu kuglu iznosi
1 12 20
1 1 1 1 11 2 2 2E E E E m v E m v
k k= + rArr = sdot sdot + rArr = sdot sdot
Zbroj kinetičkih energija nakon prolaza taneta kroz drvenu kuglu je
( )2 21 12
2 2 2 1 23 4 2 2
mE E E E m v v v
k k mk
= + rArr = sdot sdot + sdot sdot minus
Energija koja je prešla u toplinsku jednaka je razlici kinetičke energije prije i poslije prolaza taneta
kroz kuglu
( )2 21 1 12 2
1 2 1 2 1 22 2 2
mQ E Q E E Q m v m v v v
k mk
= ∆ rArr = minus rArr = sdot sdot minus sdot sdot + sdot sdot minus rArr
( ) ( )2 2 21 1 12 2 2 2
1 2 1 2 1 2 1 22 2 2 2
m m mQ m v m v v v Q v v v v
m mk k
rArr = sdot sdot minus sdot sdot minus sdot sdot minus rArr = sdot minus minus sdot minus
v2
v2v1
Vježba 280
Tane mase m doleti horizontalno do drvene kugle koja je na podu Tane proleti središtem
kugle Treba odrediti kolika je energija prešla u toplinu ako je v1 brzina taneta prije nego što je
pogodilo kuglu v2 brzina taneta nakon prolaza kroz kuglu a 123 middot m masa kugle Trenje izmentildeu poda
i kugle zanemarimo
Rezultat ( )212 2
1 2 1 22 123
mQ v v v v
= sdot minus minus sdot minus
5
F N
d m
1
2
3
4
5
54320 1
Rješenje 265
a = 2 b = 5 W = P =
Tijelo obavlja rad W ako djeluje nekom silom F na putu s na drugo tijelo Ako sila djeluje u smjeru
gibanja tijela vrijedi
W F s= sdot
Ploština ispod krivulje sile u F s ndash grafu brojčano odgovara obavljenom radu
W
s
F
s1 s2 Trokut je dio ravnine omentildeen s tri dužine Te dužine zovemo stranice trokuta Pravokutni trokuti
imaju jedan pravi kut (90ordm)
Ploština pravokutnog trokuta čije su katete a i b dana je formulom
2
a bP
sdot=
Obavljeni rad po iznosu jednak je ploštini pravokutnog trokuta
W
F N
d md m
F N
1
2
3
4
5
5432
1
2
3
4
5
54320 1 0 1
2 52 5
2 55
2 22
a ba b
a bP W W Ja b
W
W P
= == =
sdot sdot= rArr rArr = rArr =sdot
=
=
Odgovor je pod C
Vježba 265
Osoba vuče teret silom F Graf prikazuje ovisnost sile F o pomaku tereta d Sila i pomak su na
istom pravcu Koliki je rad obavljen pri pomaku od 4 m
10 7 5 25A J B J C J D J
6
F N
d m
1
2
3
4
5
54320 1
Rezultat A
Zadatak 266 (Marija srednja škola)
U opruzi je pohranjena energija 25 J uz produljenje 125 cm Kolikom je silom djelovano na
oprugu
Rješenje 266
Eep = 25 J s = 125 cm = 125 m F =
Ako tijelo obješeno o elastičnu oprugu izvučemo iz položaja ravnoteže za neki pomak s i pustimo ga
ono će harmonijski titrati Za svako tijelo koje se giba poput tijela na opruzi što uzrokuje sila upravno
proporcionalna pomaku s smjera suprotnoga pomaku kažemo da harmonijski titra
Elastična sila je sila kojom se tijelo opire deformaciji zbog djelovanja vanjske sile F i razmjerna je
pomaku iz ravnotežnog položaja s
F k srarr rarr
= minus sdot
Iznos elastične sile je
F k s= minus sdot
gdje je k konstanta elastičnosti opruge
Potencijalna energija elastične deformacije opruge konstante k kojoj se duljina djelovanjem sile F
smanjila ili povećala za s
1 2
2E k sep = sdot sdot
Računamo silu kojom se djelovalo na oprugu
2 metoda2
sup
21 21 2222
stitucije
EepE k s kE k s epep
s
F k s F k
s
s F k s
sdot= sdot sdot == sdot sdot
rArr rArr rArr rArr
= sdot = sdot =
sdot
sdot
2 2 2 2540
2 125
E E Jep epF s F N
s ms
sdot sdot sdotrArr = sdot rArr = = =
Vježba 266
U opruzi je pohranjena energija 50 J uz produljenje 250 cm Kolikom je silom djelovano na
oprugu
Rezultat 40 N
7
Zadatak 267 (Marija srednja škola)
Koliko iznosi konstanta opruge koja se produlji za 05 m pod djelovanjem sile 200 N
Rješenje 267
s = 05 m F = 200 N k =
Ako tijelo obješeno o elastičnu oprugu izvučemo iz položaja ravnoteže za neki pomak s i pustimo ga
ono će harmonijski titrati Za svako tijelo koje se giba poput tijela na opruzi što uzrokuje sila upravno
proporcionalna pomaku s smjera suprotnoga pomaku kažemo da harmonijski titra
Elastična sila je sila kojom se tijelo opire deformaciji zbog djelovanja vanjske sile F i razmjerna je
pomaku iz ravnotežnog položaja s
F k srarr rarr
= minus sdot
Iznos elastične sile je
F k s= minus sdot
gdje je k konstanta elastičnosti opruge
Konstanta opruge iznosi
200400
0
1
5
F N NF k s F k s k
s m ms= sdot rArr = =sdotsdot rArr = =
Vježba 267
Koliko iznosi konstanta opruge koja se produlji za 1 m pod djelovanjem sile 400 N
Rezultat 400 N
m
Zadatak 268 (Marija srednja škola)
Za sabijanje elastične opruge za 1 cm potrebno je djelovati silom od 30 N Koliku energiju je
potrebno uložiti za sabijanje iste opruge za 15 cm
Rješenje 268
s1 = 1 cm = 001 m F = 30 N s2 = 15 cm = 015 m Eep =
Ako tijelo obješeno o elastičnu oprugu izvučemo iz položaja ravnoteže za neki pomak s i pustimo ga
ono će harmonijski titrati Za svako tijelo koje se giba poput tijela na opruzi što uzrokuje sila upravno
proporcionalna pomaku s smjera suprotnoga pomaku kažemo da harmonijski titra
Elastična sila je sila kojom se tijelo opire deformaciji zbog djelovanja vanjske sile F i razmjerna je
pomaku iz ravnotežnog položaja s
F k srarr rarr
= minus sdot
Iznos elastične sile je
F k s= minus sdot
gdje je k konstanta elastičnosti opruge
Potencijalna energija elastične deformacije opruge konstante k kojoj se duljina djelovanjem sile F
smanjila ili povećala za s
1 2
2E k sep = sdot sdot
Računamo energiju potrebnu za sabijanje opruge
1
metoda1
supstitucije
111
1 21 12 222 2 22 2
FF k s kF k s
s
E k sepE k s E k sep e
s
p
= sdot == sdot
rArr rArr rArr rArr= sdot sdot
= sdot
sdot
sdot = sdot sdot
( )1 30 2
015 3375 2 001
NE m Jep
mrArr = sdot sdot =
8
Vježba 268
Za sabijanje elastične opruge za 2 cm potrebno je djelovati silom od 60 N Koliku energiju je
potrebno uložiti za sabijanje iste opruge za 15 cm
Rezultat 3375 J
Zadatak 269 (Barbara gimnazija)
Automobil vozi po horizontalnom putu brzinom 60 kmh Vozač stisne kočnicu i automobil se
zaustavi na putu od 20 m Koliki put bi prešao do zaustavljanja da mu je brzina bila 120 kmh Sila
koja zaustavlja automobil jednaka je u oba slučaja
20 40 60 80A m B m C m D m
Rješenje 269
v1 = 60 kmh s1 = 20 m v2 = 120 kmh = 2 v1 F = konst s2 =
Drugi Newtonov poučak Ako na tijelo djeluje stalna sila u smjeru njegova gibanja tijelo ima
akceleraciju koja je proporcionalna sili a obrnuto proporcionalna masi tijela te ima isti smjer kao i
sila
F
a F m am
= rArr = sdot
Jednoliko ubrzano gibanje duž puta s jest gibanje za koje vrijedi izraz
22 v a s= sdot sdot
gdje je v brzina za tijelo pošto se pokrenulo iz mirovanja i gibalo jednoliko ubrzano akceleracijom a za
vrijeme t Za jednoliko usporeno gibanje vrijedi isti izraz
Budući da je sila koja zaustavlja automobil jednaka u oba slučaja i akceleracija je jednaka Iz sustava
jednadžbi dobije se traženi put s2
2po2
d2 2 22 ijel 21 1 2 2 2 2 2 22 2 22
imo
jednadžbe 22 1 1 12
1 1 12 2
v a s v a s v s v s
a s s sv v vv a s
a
a
= sdot sdot sdot sdot sdotrArr rArr = rArr = rArr = rArr
sdot sdot sdot= sdot sdot
sdot
sdot
2 2 2 222
2 2 2 2 2 2 2 12 1 2 12
1 1 1 1 1
1 11
1s
s v s v s v v vs s s s
s s v s v v vv
sdotrArr = rArr = rArr = rArr = sdot rArr = sdot rArrsdot
22 2
2 20 4 80 2 1
12 1
1s sv
vs s m m
sdotrArr = sdot rArr = sdot = sdot =
Odgovor je pod D
Vježba 269
Automobil vozi po horizontalnom putu brzinom 50 kmh Vozač stisne kočnicu i automobil se
zaustavi na putu od 20 m Koliki put bi prešao do zaustavljanja da mu je brzina bila 100 kmh Sila
koja zaustavlja automobil jednaka je u oba slučaja
20 40 60 80A m B m C m D m
Rezultat D
Zadatak 270 (Barbara gimnazija)
Da se automobil ubrza iz stanja mirovanja do brzine 10 ms treba uložiti rad W0 Zanemarite
li silu trenja i otpor zraka koliko je rada potrebno uložiti da se automobil ubrza od brzine 10 ms do
brzine 30 ms
8 4 3 20 0 0 0
A W B W C W D Wsdot sdot sdot sdot
Rješenje 270
v0 = 0 ms v1 = 10 ms W0 v2 = 30 ms W =
9
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Kad tijelo obavlja rad mijenja mu se energija Promjena energije tijela jednaka je utrošenom radu
Da bi se tijelu povećala kinetička energija mora okolica na njemu obaviti rad Ako se tijelu smanjuje
kinetička energija tijelo obavlja rad
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
bull Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast
nekog drugog oblika energije
Rad je jednak promjeni energije
Da se automobil ubrza iz stanja mirovanja do brzine v1 treba uložiti rad W0
1 1 1 1 12 2 2 2 20
0 1 0 0 1 0 12 2 2 2 2W m v m v W m v m W m v= sdot sdot minus sdot sdot rArr = sdot sdot minus sdot sdot rArr = sdot sdot
Da se automobil ubrza od brzine v1 do brzine v2 treba uložiti rad W
( )1 1 12 2 2 2
2 1 2 12 2 2W m v m v W m v v= sdot sdot minus sdot sdot rArr = sdot sdot minus
Iz sustava jednadžbi dobije se uloženi rad W
( )( ) ( )1
podijelimo 21jednadžbe
1 2 1 2 2 2 20 1 2 1 2 12 2
1 2 21 2 2 0 01 12 1 22 2
mW m v m v v v vW W
W WW mm v vm v v
= sdot sdot sdot sdot minus sdot minus
rArr rArr = rArr = rArr
sdot sdot sdot= sdot sdot minus
sdot
sdot
2 2 2 2 2 22 1 2 1 2 1
02 2 20 01 1 1
0
v vW
v v v vW WW W
W Wv v v
sdotminus minus minus
rArr = rArr = rArr = sdot rArr
2 2
30 10
8 0 02
10
m m
s sW W W W
m
s
minus
rArr = sdot rArr = sdot
Odgovor je pod A
Vježba 270
Da se automobil ubrza iz stanja mirovanja do brzine 10 ms treba uložiti rad W0 Zanemarite
li silu trenja i otpor zraka koliko je rada potrebno uložiti da se automobil ubrza od brzine 10 ms do
brzine 20 ms
8 4 3 20 0 0 0
A W B W C W D Wsdot sdot sdot sdot
Rezultat C
Zadatak 271 (Barbara gimnazija)
Da se automobil ubrza iz stanja mirovanja do brzine 10 ms treba uložiti rad W0 Zanemarite
li silu trenja i otpor zraka koliko je rada potrebno uložiti da se automobil zaustavi kada ima brzinu
30 ms
2 4 8 90 0 0 0
A W B W C W D Wsdot sdot sdot sdot
10
Rješenje 271
v0 = 0 ms v1 = 10 ms W0 v2 = 30 ms W =
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Kad tijelo obavlja rad mijenja mu se energija Promjena energije tijela jednaka je utrošenom radu
Da bi se tijelu povećala kinetička energija mora okolica na njemu obaviti rad Ako se tijelu smanjuje
kinetička energija tijelo obavlja rad
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
bull Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast
nekog drugog oblika energije
Rad je jednak promjeni energije
Da se automobil ubrza iz stanja mirovanja do brzine v1 treba uložiti rad W0
1 1 1 1 12 2 2 2 20
0 1 0 0 1 0 12 2 2 2 2W m v m v W m v m W m v= sdot sdot minus sdot sdot rArr = sdot sdot minus sdot sdot rArr = sdot sdot
Da se automobil zaustavi kada ima brzinu v2 treba uložiti rad W
1 1 1 1 12 2 2 2 20
2 0 2 22 2 2 2 2W m v m v W m v m W m v= sdot sdot minus sdot sdot rArr = sdot sdot minus sdot sdot rArr = sdot sdot
(gledamo samo iznos rada pa je predznak pozitivan)
Iz sustava jednadžbi dobije se uloženi rad W
1podijelimo 2
1jednadžbe
2
1 2 1 2 2 20 1 2 22 2 2
21 2 21 2 0 0 0 11 12 22
W m v m v v vW W W
W W W vm v vW m
m
mv
= sdot sdot sdot sdot sdot
rArr rArr = rArr = rArr = rArr
sdot sdot sdot= sdot sdot
sdot
sdot
22 2 2 30
2 2 2 9 0 0 0
0
0
1 0 1 1 10
mv v vW W sW W W W W W
mW v W vW
v
s
rArr = rArr = rArr = sdot rArr sdot rArr =sdot = sdot
Odgovor je pod D
Vježba 271
Da se automobil ubrza iz stanja mirovanja do brzine 10 ms treba uložiti rad W0 Zanemarite
li silu trenja i otpor zraka koliko je rada potrebno uložiti da se automobil zaustavi kada ima brzinu
20 ms
2 4 8 90 0 0 0
A W B W C W D Wsdot sdot sdot sdot
Rezultat B
Zadatak 272 (Ante srednja škola)
Automobil mase 800 kg ubrza iz stanja mirovanja do brzine 108 kmh za 10 s Kolika je
srednja snaga motora potrebna za ubrzavanje
Rješenje 272
m = 800 kg v0 = 0 ms v1 = 108 kmh = [108 36] = 30 ms t = 10 s P =
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
11
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Kad tijelo obavlja rad mijenja mu se energija Promjena energije tijela jednaka je utrošenom radu
Da bi se tijelu povećala kinetička energija mora okolica na njemu obaviti rad Ako se tijelu smanjuje
kinetička energija tijelo obavlja rad
Brzinu rada izražavamo snagom Snaga P jednaka je omjeru rada W i vremena t za koje je rad
obavljen tj
W
Pt
=
Računamo srednju snagu motora Rad je jednak promjeni energije pa vrijedi
( )1 1 12 2 2 21 0 1 02 2 2
W E m v m v m v vk EkP P PW
t t tPt
= ∆ sdot sdot minus sdot sdot sdot sdot minus∆rArr = rArr = rArr = =
=
2 21
800 30 02
36000 36 10
m mkg
s s
W kWs
sdot sdot minus
= = =
Vježba 272
Automobil mase 1600 kg ubrza iz stanja mirovanja do brzine 108 kmh za 20 s Kolika je
srednja snaga motora potrebna za ubrzavanje
Rezultat 36 kW
Zadatak 273 (Ante srednja škola)
Dizalica snage 1800 W podiže tijelo mase 200 kg na visinu 20 m Koliko dugo traje
podizanje (ubrzanje sile teže g = 10 ms2)
Rješenje 273
P = 1800 W m = 200 kg h = 20 m g = 10 ms2 t =
Potencijalna energija je energija mentildeudjelovanja tijela Ona ovisi o mentildeusobnom položaju tijela ili o
mentildeusobnom položaju dijelova tijela U polju sile teže tijelo mase m ima gravitacijsku potencijalnu
energiju
E m g hgp = sdot sdot
gdje je g akceleracija slobodnog pada a h vertikalna udaljenost tijela od mjesta gdje bi prema
dogovoru tijelo imalo energiju nula
Kad tijelo obavlja rad mijenja mu se energija Promjena energije tijela jednaka je utrošenom radu
Brzinu rada izražavamo snagom Snaga P jednaka je omjeru rada W i vremena t za koje je rad
obavljen tj
W
Pt
=
Računamo vrijeme podizanja tijela Rad je jednak promjeni energije pa vrijedi
W Egp E E E m g hgp gp gpP P t tW
t t P PPt
t
P
=sdot sdot
rArr = rArr = rArr = rArrsdot = ==
200 10 202
2222 1800
mkg m
s sW
sdot sdot
= =
12
Vježba 273
Dizalica snage 3600 W podiže tijelo mase 200 kg na visinu 40 m Koliko dugo traje
podizanje (ubrzanje sile teže g = 10 ms2)
Rezultat 2222 s
Zadatak 274 (Ante srednja škola)
Kolica mase 80 kg brzine 4 ms zaustave se sabijajući dugu oprugu za 40 cm Odredi
konstantu opruge
Rješenje 274
m = 80 kg v = 4 ms x = 40 cm = 04 m k =
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Titranje je periodično gibanje oko ravnotežnog položaja Periodično gibanje je gibanje koje se
ponavlja nakon odrentildeenog vremenskog intervala (perioda) Najjednostavnije titranje je harmoničko
titranje tj titranje koje uzrokuje harmonijska (elastična) sila Ona je razmjerna pomaku iz ravnotežnog
položaja
F k x= minus sdot
Pomaknemo li oprugu iz ravnotežnog položaja stiskanjem ili rastezanjem ona titra oko tog položaja
Svaki pomak od ravnotežnog položaja nazivamo elongacijom a najveći pomak od položaja ravnoteže
nazivamo amplitudom Elastična potencijalna energija opruge dana je formulom
1 2
2E k xep = sdot sdot
gdje je x pomak od ravnotežnog položaja k koeficijent elastičnosti opruge
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
bull Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast
nekog drugog oblika energije
Zbog zakona očuvanja energije kinetička energija kolica bit će jednaka elastičnoj potencijalnoj
energiji sabijene opruge
2
21 1 1
2
12 2 2 2
22 2 2 2
m vE E m v k x m v k x kep
xxk
sdotsdot
= rArr sdot sdot = sdot sdot rArr sdot sdot = sdot sdot rArr = =
2
80 43
8000 8 10 2
04
mkg
N Ns
m mm
s
sdot
= = = sdot
Vježba 274
Kolica mase 80 kg brzine 2 ms zaustave se sabijajući dugu oprugu za 20 cm Odredi
konstantu opruge
Rezultat 8 103 Nm
13
Zadatak 275 (Ivan srednja škola)
Kamen mase 40 grama bačen je vertikalno prema dolje s visine 60 m početnom brzinom 4 ms
i pao je brzinom 32 ms Koliki je obavljen rad (g = 981 ms2)
Rješenje 275 m = 40 g = 004 kg h = 60 m v1 = 4 ms v2 = 32 ms g = 981 ms
2 W =
Potencijalna energija je energija mentildeudjelovanja tijela Ona ovisi o mentildeusobnom položaju tijela ili o
mentildeusobnom položaju dijelova tijela U polju sile teže tijelo mase m ima gravitacijsku potencijalnu
energiju
E m g hgp = sdot sdot
gdje je g akceleracija slobodnog pada a h vertikalna udaljenost tijela od mjesta gdje bi prema
dogovoru tijelo imalo energiju nula
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
bull Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast
nekog drugog oblika energije
Zbog zakona očuvanja energije zbroj rada W koji obavi zaustavna sila (otpor zraka) i kinetičke
energije Ek2 koju kamen ima pri padu jednak je zbroju gravitacijske potencijalne Egp i kinetičke
energije Ek1 kamena u trenutku izbacivanja s visine h
1 12 22 12 1 2 2
W E E E W m v m g h m vgpk k+ = + rArr + sdot sdot = sdot sdot + sdot sdot rArr
1 1 1 12 2 2 21 2 1 22 2 2 2
W m g h m v m v W m g h v vrArr = sdot sdot + sdot sdot minus sdot sdot rArr = sdot sdot + sdot minus sdot =
2 21 1
004 981 60 4 32 3384 J2 2 2
m m mkg m
s ss
= sdot sdot + sdot minus sdot =
Vježba 275
Kamen mase 80 grama bačen je vertikalno prema dolje s visine 60 m početnom brzinom 4 ms
i pao je brzinom 32 ms Koliki je obavljen rad (g = 981 ms2)
Rezultat 6768 J
Zadatak 276 (Any gimnazija)
Na dva nepomična tijela masa m i 4 m počinje djelovati jednaka sila F na putu s Koliki je
omjer kinetičkih energija na kraju puta s
1 2 3 4A B C D
Rješenje 276
m1 = m m2 = 4 m F1 = F2 = F s 1
2
Ek
Ek
=
Tijelo obavlja rad W ako djeluje nekom silom F na putu s na drugo tijelo Ako sila djeluje u smjeru
gibanja tijela vrijedi
W F s= sdot
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
14
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Kad tijelo obavlja rad mijenja mu se energija Promjena energije tijela jednaka je utrošenom radu
Da bi se tijelu povećala kinetička energija mora okolica na njemu obaviti rad Ako se tijelu smanjuje
kinetička energija tijelo obavlja rad
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
bull Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast
nekog drugog oblika energije
Kinetička energija tijela jednaka je utrošenom radu sile F na putu s Zato vrijedi
bull
11
11
1 11
11
E Wk
E Wk
W F s E F sk
W F sF F
==
= sdot rArr rArr = sdot= sdot
=
bull
22
22
2 22
22
E Wk
E Wk
W F s E F sk
W F sF F
==
= sdot rArr rArr = sdot= sdot
=
Omjer kinetičkih energija na kraju puta s iznosi
1 1 1 1
2 2 2
E E Ek k kF s
E F s E Ek k
F s
F sk
sdot= rArr =
sdotrArr =
sdot sdot
Odgovor je pod A
Vježba 276
Na dva nepomična tijela masa m i 3 m počinje djelovati jednaka sila F na putu s Koliki je
omjer kinetičkih energija na kraju puta s
1 2 3 4A B C D
Rezultat A
Zadatak 277 (Any gimnazija)
Na dva nepomična tijela masa m i 4 m počinje djelovati jednaka sila F na putu s Koliki je
omjer brzina tijela na kraju puta s
11 1 1 1 1 2 4 2
2 2 2 2
v v v vA B C D
v v v v= = = =
Rješenje 277
m1 = m m2 = 4 m F1 = F2 = F s 1
2
v
v=
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Kad tijelo obavlja rad mijenja mu se energija Promjena energije tijela jednaka je utrošenom radu
Da bi se tijelu povećala kinetička energija mora okolica na njemu obaviti rad Ako se tijelu smanjuje
15
kinetička energija tijelo obavlja rad
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
bull Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast
nekog drugog oblika energije
Tijelo obavlja rad W ako djeluje nekom silom F na putu s na drugo tijelo Ako sila djeluje u smjeru
gibanja tijela vrijedi
W F s= sdot
Jednoliko ubrzano gibanje duž puta s jest gibanje za koje vrijedi izraz
22 v a s= sdot sdot
gdje su v brzina za tijelo pošto se pokrenulo iz mirovanja i gibalo jednoliko ubrzano akceleracijom a
za vrijeme t
Drugi Newtonov poučak Ako na tijelo djeluje stalna sila u smjeru njegova gibanja tijelo ima
akceleraciju koja je proporcionalna sili a obrnuto proporcionalna masi tijela te ima isti smjer kao i
sila
F
a F m am
= rArr = sdot
1inačica
Budući da na dva nepomična tijela masa m1 i m2 počinje djelovati jednaka sila F na putu s vrijedi
bull podijelimo
jedna
2 21 1 2 21 1
22 džbe22 11
F ma
a
a F m a v va s s
F m a F mv a sv a s
= sdot = sdot sdot sdot sdot sdotrArr rArr rArr = rArr = rArr
sdot sdot= sdot sdot= sdot sdot
2 22 2 2
2 22 21 1
1 1 1
v vs s F s F s F sv v v
F m F m m m mF
sdot sdot sdot sdot sdot sdot sdot sdotrArr = rArr = rArr = rArr = rArr =sdot
bull podijelimo 2
jednadžbe
2 242 2 22 222 422 22
4
Fa
a
m a F m a v va s s
F m a F mv a sv a s
= sdot = sdot sdot sdot sdot sdot sdotrArr rArr rArr = rArr = rArr
sdot sdot sdot sdot= sdot sdot= sdot sdot
2 22 22 2
2 2 22 2 2 2 2
v vs s F s F s F sv v v
F m F m m m mF
sdot sdot sdotrArr = rArr = rArr = rArr = rArr =
sdot sdot sdot sdot sdotsdot
Omjer brzina tijela na kraju puta s je
2 2 2 2
1 1 1 1 1 1 14 21
2 2 2 2 2 22 2 22
F s F sv v v v v vm m
F sv v v v v vF s
mm
F s
m
F s
m
sdot
sdot
sdot sdot sdot sdot sdot
= rArr = rArr = rArr = rArr = rArr =sdotsdot
sdot sdotsdot
Odgovor je pod B
2inačica
Kinetička energija tijela jednaka je utrošenom radu sile F na putu s Zato vrijedi
1 12 21 1 1 podij1 11 2 2
1 12 22
elimo
jedna42 2 2 2 22
žbe
2
d
E W m v F s m v F sk
E Wk m v F s m v F s
= sdot sdot = sdot sdot sdot = sdot
rArr rArr rArr rArr=
sdot sdot = sdot sdot sdot sdot = sdot
16
1
2 41
2
1 2 2 2 21 12 1 11 1
2 21 2 2 4 44 4 2 22 22
mm v v v vF s
F s v v
F s
Fmm v v
s
sdot sdot sdotsdot
rArr = rArr = rArr = rArr = rArrsdot sdot sdotsdot sdot sdot sdot sdot
sdotsdot
sdotsdot
sdot
2 221 1 1 1 14 4 4 4 22
2 2 2 22
v v v v v
v v v vv
rArr = rArr = rArr = rArr = rArr =
Odgovor je pod B
Vježba 277
Na dva nepomična tijela masa m i 9 m počinje djelovati jednaka sila F na putu s Koliki je
omjer kinetičkih energija na kraju puta s
11 1 1 1 6 3 9 3
2 2 2 2
v v v vA B C D
v v v v= = = =
Rezultat B
Zadatak 278 (Marija gimnazija)
Tijelo mase 3 kg guramo jednoliko duž kosine koja je dugačka 4 m a visoka 2 m Trenje
zanemarujemo Koliki se rad obavi nad tijelom ako ga guramo od dna do vrha kosine (g = 10 ms2)
Rješenje 278
m = 3 kg v = konst s = 4 m h = 2 m g = 10 ms2 W =
Potencijalna energija je energija mentildeudjelovanja tijela Ona ovisi o mentildeusobnom položaju tijela ili o
mentildeusobnom položaju dijelova tijela U polju sile teže tijelo mase m ima gravitacijsku potencijalnu
energiju
E m g hgp = sdot sdot
gdje je g akceleracija slobodnog pada a h vertikalna udaljenost tijela od mjesta gdje bi prema
dogovoru tijelo imalo energiju nula
Tijelo obavlja rad W ako djeluje nekom silom F na putu s na drugo tijelo Ako sila djeluje u smjeru
gibanja tijela vrijedi
W F s= sdot
Kad tijelo obavlja rad mijenja mu se energija Promjena energije tijela jednaka je utrošenom radu
Silu kojom Zemlja privlači sva tijela nazivamo silom težom Pod djelovanjem sile teže sva tijela
padaju na Zemlju ili pritišću na njezinu površinu
Akceleracija kojom tijela padaju na Zemlju naziva se akceleracijom slobodnog pada Prema drugom
Newtonovom poučku
G m g= sdot
gdje je G sila teža m masa tijela i g akceleracija slobodnog pada koja je za sva tijela na istome mjestu
na Zemlji jednaka
Prvi Newtonov poučak
Ako na tijelo ne djeluje nikakva sila ili je rezultanta svih sila jednaka nuli tijelo miruje ili se giba
jednoliko po pravcu Zato kažemo da je tijelo tromo
Sinus šiljastog kuta pravokutnog trokuta jednak je omjeru duljine katete nasuprot toga kuta i duljine
hipotenuze
Sličnost trokuta
b1
c1
a1
c
b a
C1
A B
C
A1 B1
17
Kažemo da su dva trokuta slična ako postoji pridruživanje vrhova jednog vrhovima drugog tako da su
odgovarajući kutovi jednaki a odgovarajuće stranice proporcionalne
1 1 11 1
1
a b ck
a b cα α β β γ γ= = = = = =
Omjer stranica sličnih trokuta k zovemo koeficijent sličnosti Kraće
Dva su trokuta slična ako su im kutovi sukladni a odgovarajuće stranice proporcionalne (razmjerne)
Kutovi s okomitim kracima
αααα = ββββββββ
αααα
1inačica
Kada tijelo mase m guramo jednoliko duž kosine čija je visina h njegova gravitacijska potencijalna
energija poraste za
E m g hgp∆ = sdot sdot
Promjena energije jednaka je obavljenom radu nad tijelom
3 10 2 60 2
E m g hgp mW m g h kg m J
W Egp s
∆ = sdot sdotrArr = sdot sdot = sdot sdot =
= ∆
2inačica
F2
G
F1
s
h
αααα
αααα
αααα
Silu težu (težinu tijela) G rastavimo na dvije komponente
bull komponentu F1 u smjeru kosine koja tijelo ubrzava niz kosinu
bull komponentu F2 okomitu na kosinu koja pritišće kosinu
Uočimo pravokutne trokute
bull pravokutan trokut čija je kateta F2 i hipotenuza G (žuta boja)
bull pravokutan trokut čija je kateta h i hipotenuza s (plava boja)
αααα
αααα
αααα
h
s
F1
G
F2F2
G
F1
s
h
αααα
αααα
αααα
18
Trokuti su slični jer imaju jednake kutove Zato vrijedi
1sin1 1
1 1
sin
F
F Fh h h hGF G F m g
G s G s s sh
s
G
α
α
=
rArr = rArr = rArr = sdot rArr = sdot sdot
=
sdot
Tijelo se giba jednoliko duž kosine pa sila F kojom guramo tijelo mora biti po iznosu jednaka sili F1
ali suprotnog smjera
αααα
αααα
αααα
h
s
F1
F
G
F2
1
1
F Fh
F m ghsF m g
s
=
rArr = sdot sdot= sdot sdot
Obavljeni rad W nad tijelom koje prevali put s ako se gura od dna do vrha kosine iznosi
23 10 4 60
2 4
h m mW F s W m g s W kg m J
s ms
= sdot rArr = sdot sdot sdot = = sdot sdot sdot =
Vježba 278
Tijelo mase 4 kg guramo jednoliko duž kosine koja je dugačka 4 m a visoka 2 m Trenje
zanemarujemo Koliki se rad obavi nad tijelom ako ga se gura od dna do vrha kosine (g = 10 ms2)
Rezultat 80 J
Zadatak 279 (Matea srednja škola)
Vagon mase 20 t giba se jednoliko po vodoravnoj pruzi brzinom 1 ms te nalijeće na mirni
vagon mase 30 t Koliko se kinetičke energije pretvori u druge oblike energije ako se vagoni nakon
sudara gibaju zajedno
Rješenje 279
m1 = 20 t = 2 104 kg v1 = 1 ms m2 = 30 t = 3 10
4 kg v2 = 0 ms
v1 = v2 = v = Ek =
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast nekog
drugog oblika energije
19
Količinu gibanja definiramo kao umnožak mase tijela i njegove brzine Količina gibanja je vektorska
veličina
kad računamo izno sp m v p m vrarr rarr
= sdot = sdot
Zakon o sačuvanju količine gibanja
Zbroj količina gibanja dva tijela prije njihova mentildeusobnog djelovanja jednak je zbroju njihovih
količina gibanja nakon mentildeusobnog djelovanja To vrijedi i za više od dva tijela
Zakon održanja količina gibanja dvaju tijela masa m1 i m2 kojima su početne brzine bile v1 i v2 a
brzine nakon njihova mentildeusobnog djelovanja v1 i v2 glasi
1 1 2 2 1 1 2
2
m v m v m v m vsdot + sdot = sdot + sdot
Zbroj količina gibanja obaju tijela prije njihova mentildeusobnog djelovanja jednak je zbroju njihovih
količina gibanja nakon mentildeusobnog djelovanja
Uporabom zakona o očuvanju količine gibanja odredimo brzinu v kojom se vagoni zajedno gibaju
nakon sudara
01 1 2 2 1 1 2 2 1 1 2 1 2
m v m v m v m v m v m m v m vsdot + sdot = sdot + sdot rArr sdot + sdot = sdot + sdot rArr
( ) ( ) 1 11 1 1 2 1 1 1 2
1
2 1 2
1
m vm v m m v m v m m v v
m mm m
sdotrArr sdot = + sdot rArr sdot = + sdot rArr =
+sdot
+=
42 10 1
04 4 4
2 10 3 10
mkg
ms
skg kg
sdot sdot= =
sdot + sdot
Računamo kinetičke energije
bull prije sudara prvog vagona mase m1 i brzine v1
1 21 11 2
E m vk
= sdot sdot
bull prije sudara drugog vagona mase m2 koji miruje
02
Ek
=
bull nakon sudara vagona koji se zajedno gibaju brzinom v
( )1 2
1 22E m m v
kz= sdot + sdot
Razlika kinetičke energije prije i poslije sudara pretvori se u druge oblike energije
( )1 12 21 1 1 21 2 2
E E E E m v m m vk k kz k
∆ = minus rArr ∆ = sdot sdot minus sdot + sdot =
( )2 2
1 14 4 4 32 10 1 2 10 3 10 04 6000 6 10 6
2 2
m mkg kg kg J J kJ
s s
= sdot sdot sdot minus sdot sdot + sdot sdot = = sdot =
vv1
m2m1m2m1
Vježba 279
Vagon mase 20 t giba se jednoliko po vodoravnoj pruzi brzinom 36 kmh te nalijeće na mirni
vagon mase 30 t Koliko se kinetičke energije pretvori u druge oblike energije ako se vagoni nakon
sudara gibaju zajedno
Rezultat 6 kJ
20
Zadatak 280 (Saša tehnička škola)
Tane mase m doleti horizontalno do drvene kugle koja je na podu Tane proleti središtem
kugle Treba odrediti kolika je energija prešla u toplinu ako je v1 brzina taneta prije nego što je
pogodilo kuglu v2 brzina taneta nakon prolaza kroz kuglu a mk masa kugle Trenje izmentildeu poda i
kugle zanemarimo
Rješenje 280
m1 = m v2 = 0 ms kugla miruje v1 = v1 v1 = v2 m2 = mk v2 =
Q =
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast nekog
drugog oblika energije
Količinu gibanja definiramo kao umnožak mase tijela i njegove brzine Količina gibanja je vektorska
veličina
kad računamo izno sp m v p m vrarr rarr
= sdot = sdot
Zakon o sačuvanju količine gibanja
Zbroj količina gibanja dva tijela prije njihova mentildeusobnog djelovanja jednak je zbroju njihovih
količina gibanja nakon mentildeusobnog djelovanja To vrijedi i za više od dva tijela
Zakon održanja količina gibanja dvaju tijela masa m1 i m2 kojima su početne brzine bile v1 i v2 a
brzine nakon njihova mentildeusobnog djelovanja v1 i v2 glasi
1 1 2 2 1 1 2
2
m v m v m v m vsdot + sdot = sdot + sdot
Zbroj količina gibanja obaju tijela prije njihova mentildeusobnog djelovanja jednak je zbroju njihovih
količina gibanja nakon mentildeusobnog djelovanja
Uporabom zakona o očuvanju količine gibanja odredimo brzinu v2 kugle nakon što kroz nju proleti
tane
01 1 2 2 1 1 2 2 1 2 2
m v m v m v m v m v m m v m vk k
sdot + sdot = sdot + sdot rArr sdot + sdot = sdot + sdot rArr
01 2 2 1 2 2 2 2 1
m v m v m v m v m v m v m v m v m vk k k
rArr sdot + = sdot + sdot rArr sdot = sdot + sdot rArr sdot + sdot = sdot rArr
( ) ( ) 2 1 2 2
1
1 2 2 1 2m v m v m v m v m v v m v m v v
k k mk
krArr sdot = sdot minus sdot rArr sdot = sdot = sdot minus sdotminus rArr sdot rArr
( ) 2 1 2
mv v v
mk
rArr = sdot minus
Računamo kinetičku energiju
bull taneta mase m koje se giba brzinom v1 prije nego što prontildee kroz kuglu
1 211 2
E m vk
= sdot sdot
bull kugle mase mk koja miruje
10 0
2 22E m E
k k k= sdot sdot rArr =
bull taneta mase m koje se giba brzinom v2 nakon što je prošlo središtem kugle
21
1 223 2
E m vk
= sdot sdot
bull kugle mase mk koja se giba brzinom v2 nakon što je kroz nju prošlo tane
( ) ( ) ( )2
22 21 1 12 1 2 1 24 4 4 22 2 2
m mE m v E m v v E m v v
k k k k k km mk k
= sdot sdot rArr = sdot sdot sdot minus rArr = sdot sdot sdot minus rArr
( ) ( )2 22 21 1
1 2 1 24 42 22
m mE v v E v v
k kk mm kk
mrArr = sdot sdot sdot minus rArr = sdot sdot minus
Zbroj kinetičkih energija prije prolaza taneta kroz drvenu kuglu iznosi
1 12 20
1 1 1 1 11 2 2 2E E E E m v E m v
k k= + rArr = sdot sdot + rArr = sdot sdot
Zbroj kinetičkih energija nakon prolaza taneta kroz drvenu kuglu je
( )2 21 12
2 2 2 1 23 4 2 2
mE E E E m v v v
k k mk
= + rArr = sdot sdot + sdot sdot minus
Energija koja je prešla u toplinsku jednaka je razlici kinetičke energije prije i poslije prolaza taneta
kroz kuglu
( )2 21 1 12 2
1 2 1 2 1 22 2 2
mQ E Q E E Q m v m v v v
k mk
= ∆ rArr = minus rArr = sdot sdot minus sdot sdot + sdot sdot minus rArr
( ) ( )2 2 21 1 12 2 2 2
1 2 1 2 1 2 1 22 2 2 2
m m mQ m v m v v v Q v v v v
m mk k
rArr = sdot sdot minus sdot sdot minus sdot sdot minus rArr = sdot minus minus sdot minus
v2
v2v1
Vježba 280
Tane mase m doleti horizontalno do drvene kugle koja je na podu Tane proleti središtem
kugle Treba odrediti kolika je energija prešla u toplinu ako je v1 brzina taneta prije nego što je
pogodilo kuglu v2 brzina taneta nakon prolaza kroz kuglu a 123 middot m masa kugle Trenje izmentildeu poda
i kugle zanemarimo
Rezultat ( )212 2
1 2 1 22 123
mQ v v v v
= sdot minus minus sdot minus
6
F N
d m
1
2
3
4
5
54320 1
Rezultat A
Zadatak 266 (Marija srednja škola)
U opruzi je pohranjena energija 25 J uz produljenje 125 cm Kolikom je silom djelovano na
oprugu
Rješenje 266
Eep = 25 J s = 125 cm = 125 m F =
Ako tijelo obješeno o elastičnu oprugu izvučemo iz položaja ravnoteže za neki pomak s i pustimo ga
ono će harmonijski titrati Za svako tijelo koje se giba poput tijela na opruzi što uzrokuje sila upravno
proporcionalna pomaku s smjera suprotnoga pomaku kažemo da harmonijski titra
Elastična sila je sila kojom se tijelo opire deformaciji zbog djelovanja vanjske sile F i razmjerna je
pomaku iz ravnotežnog položaja s
F k srarr rarr
= minus sdot
Iznos elastične sile je
F k s= minus sdot
gdje je k konstanta elastičnosti opruge
Potencijalna energija elastične deformacije opruge konstante k kojoj se duljina djelovanjem sile F
smanjila ili povećala za s
1 2
2E k sep = sdot sdot
Računamo silu kojom se djelovalo na oprugu
2 metoda2
sup
21 21 2222
stitucije
EepE k s kE k s epep
s
F k s F k
s
s F k s
sdot= sdot sdot == sdot sdot
rArr rArr rArr rArr
= sdot = sdot =
sdot
sdot
2 2 2 2540
2 125
E E Jep epF s F N
s ms
sdot sdot sdotrArr = sdot rArr = = =
Vježba 266
U opruzi je pohranjena energija 50 J uz produljenje 250 cm Kolikom je silom djelovano na
oprugu
Rezultat 40 N
7
Zadatak 267 (Marija srednja škola)
Koliko iznosi konstanta opruge koja se produlji za 05 m pod djelovanjem sile 200 N
Rješenje 267
s = 05 m F = 200 N k =
Ako tijelo obješeno o elastičnu oprugu izvučemo iz položaja ravnoteže za neki pomak s i pustimo ga
ono će harmonijski titrati Za svako tijelo koje se giba poput tijela na opruzi što uzrokuje sila upravno
proporcionalna pomaku s smjera suprotnoga pomaku kažemo da harmonijski titra
Elastična sila je sila kojom se tijelo opire deformaciji zbog djelovanja vanjske sile F i razmjerna je
pomaku iz ravnotežnog položaja s
F k srarr rarr
= minus sdot
Iznos elastične sile je
F k s= minus sdot
gdje je k konstanta elastičnosti opruge
Konstanta opruge iznosi
200400
0
1
5
F N NF k s F k s k
s m ms= sdot rArr = =sdotsdot rArr = =
Vježba 267
Koliko iznosi konstanta opruge koja se produlji za 1 m pod djelovanjem sile 400 N
Rezultat 400 N
m
Zadatak 268 (Marija srednja škola)
Za sabijanje elastične opruge za 1 cm potrebno je djelovati silom od 30 N Koliku energiju je
potrebno uložiti za sabijanje iste opruge za 15 cm
Rješenje 268
s1 = 1 cm = 001 m F = 30 N s2 = 15 cm = 015 m Eep =
Ako tijelo obješeno o elastičnu oprugu izvučemo iz položaja ravnoteže za neki pomak s i pustimo ga
ono će harmonijski titrati Za svako tijelo koje se giba poput tijela na opruzi što uzrokuje sila upravno
proporcionalna pomaku s smjera suprotnoga pomaku kažemo da harmonijski titra
Elastična sila je sila kojom se tijelo opire deformaciji zbog djelovanja vanjske sile F i razmjerna je
pomaku iz ravnotežnog položaja s
F k srarr rarr
= minus sdot
Iznos elastične sile je
F k s= minus sdot
gdje je k konstanta elastičnosti opruge
Potencijalna energija elastične deformacije opruge konstante k kojoj se duljina djelovanjem sile F
smanjila ili povećala za s
1 2
2E k sep = sdot sdot
Računamo energiju potrebnu za sabijanje opruge
1
metoda1
supstitucije
111
1 21 12 222 2 22 2
FF k s kF k s
s
E k sepE k s E k sep e
s
p
= sdot == sdot
rArr rArr rArr rArr= sdot sdot
= sdot
sdot
sdot = sdot sdot
( )1 30 2
015 3375 2 001
NE m Jep
mrArr = sdot sdot =
8
Vježba 268
Za sabijanje elastične opruge za 2 cm potrebno je djelovati silom od 60 N Koliku energiju je
potrebno uložiti za sabijanje iste opruge za 15 cm
Rezultat 3375 J
Zadatak 269 (Barbara gimnazija)
Automobil vozi po horizontalnom putu brzinom 60 kmh Vozač stisne kočnicu i automobil se
zaustavi na putu od 20 m Koliki put bi prešao do zaustavljanja da mu je brzina bila 120 kmh Sila
koja zaustavlja automobil jednaka je u oba slučaja
20 40 60 80A m B m C m D m
Rješenje 269
v1 = 60 kmh s1 = 20 m v2 = 120 kmh = 2 v1 F = konst s2 =
Drugi Newtonov poučak Ako na tijelo djeluje stalna sila u smjeru njegova gibanja tijelo ima
akceleraciju koja je proporcionalna sili a obrnuto proporcionalna masi tijela te ima isti smjer kao i
sila
F
a F m am
= rArr = sdot
Jednoliko ubrzano gibanje duž puta s jest gibanje za koje vrijedi izraz
22 v a s= sdot sdot
gdje je v brzina za tijelo pošto se pokrenulo iz mirovanja i gibalo jednoliko ubrzano akceleracijom a za
vrijeme t Za jednoliko usporeno gibanje vrijedi isti izraz
Budući da je sila koja zaustavlja automobil jednaka u oba slučaja i akceleracija je jednaka Iz sustava
jednadžbi dobije se traženi put s2
2po2
d2 2 22 ijel 21 1 2 2 2 2 2 22 2 22
imo
jednadžbe 22 1 1 12
1 1 12 2
v a s v a s v s v s
a s s sv v vv a s
a
a
= sdot sdot sdot sdot sdotrArr rArr = rArr = rArr = rArr
sdot sdot sdot= sdot sdot
sdot
sdot
2 2 2 222
2 2 2 2 2 2 2 12 1 2 12
1 1 1 1 1
1 11
1s
s v s v s v v vs s s s
s s v s v v vv
sdotrArr = rArr = rArr = rArr = sdot rArr = sdot rArrsdot
22 2
2 20 4 80 2 1
12 1
1s sv
vs s m m
sdotrArr = sdot rArr = sdot = sdot =
Odgovor je pod D
Vježba 269
Automobil vozi po horizontalnom putu brzinom 50 kmh Vozač stisne kočnicu i automobil se
zaustavi na putu od 20 m Koliki put bi prešao do zaustavljanja da mu je brzina bila 100 kmh Sila
koja zaustavlja automobil jednaka je u oba slučaja
20 40 60 80A m B m C m D m
Rezultat D
Zadatak 270 (Barbara gimnazija)
Da se automobil ubrza iz stanja mirovanja do brzine 10 ms treba uložiti rad W0 Zanemarite
li silu trenja i otpor zraka koliko je rada potrebno uložiti da se automobil ubrza od brzine 10 ms do
brzine 30 ms
8 4 3 20 0 0 0
A W B W C W D Wsdot sdot sdot sdot
Rješenje 270
v0 = 0 ms v1 = 10 ms W0 v2 = 30 ms W =
9
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Kad tijelo obavlja rad mijenja mu se energija Promjena energije tijela jednaka je utrošenom radu
Da bi se tijelu povećala kinetička energija mora okolica na njemu obaviti rad Ako se tijelu smanjuje
kinetička energija tijelo obavlja rad
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
bull Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast
nekog drugog oblika energije
Rad je jednak promjeni energije
Da se automobil ubrza iz stanja mirovanja do brzine v1 treba uložiti rad W0
1 1 1 1 12 2 2 2 20
0 1 0 0 1 0 12 2 2 2 2W m v m v W m v m W m v= sdot sdot minus sdot sdot rArr = sdot sdot minus sdot sdot rArr = sdot sdot
Da se automobil ubrza od brzine v1 do brzine v2 treba uložiti rad W
( )1 1 12 2 2 2
2 1 2 12 2 2W m v m v W m v v= sdot sdot minus sdot sdot rArr = sdot sdot minus
Iz sustava jednadžbi dobije se uloženi rad W
( )( ) ( )1
podijelimo 21jednadžbe
1 2 1 2 2 2 20 1 2 1 2 12 2
1 2 21 2 2 0 01 12 1 22 2
mW m v m v v v vW W
W WW mm v vm v v
= sdot sdot sdot sdot minus sdot minus
rArr rArr = rArr = rArr
sdot sdot sdot= sdot sdot minus
sdot
sdot
2 2 2 2 2 22 1 2 1 2 1
02 2 20 01 1 1
0
v vW
v v v vW WW W
W Wv v v
sdotminus minus minus
rArr = rArr = rArr = sdot rArr
2 2
30 10
8 0 02
10
m m
s sW W W W
m
s
minus
rArr = sdot rArr = sdot
Odgovor je pod A
Vježba 270
Da se automobil ubrza iz stanja mirovanja do brzine 10 ms treba uložiti rad W0 Zanemarite
li silu trenja i otpor zraka koliko je rada potrebno uložiti da se automobil ubrza od brzine 10 ms do
brzine 20 ms
8 4 3 20 0 0 0
A W B W C W D Wsdot sdot sdot sdot
Rezultat C
Zadatak 271 (Barbara gimnazija)
Da se automobil ubrza iz stanja mirovanja do brzine 10 ms treba uložiti rad W0 Zanemarite
li silu trenja i otpor zraka koliko je rada potrebno uložiti da se automobil zaustavi kada ima brzinu
30 ms
2 4 8 90 0 0 0
A W B W C W D Wsdot sdot sdot sdot
10
Rješenje 271
v0 = 0 ms v1 = 10 ms W0 v2 = 30 ms W =
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Kad tijelo obavlja rad mijenja mu se energija Promjena energije tijela jednaka je utrošenom radu
Da bi se tijelu povećala kinetička energija mora okolica na njemu obaviti rad Ako se tijelu smanjuje
kinetička energija tijelo obavlja rad
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
bull Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast
nekog drugog oblika energije
Rad je jednak promjeni energije
Da se automobil ubrza iz stanja mirovanja do brzine v1 treba uložiti rad W0
1 1 1 1 12 2 2 2 20
0 1 0 0 1 0 12 2 2 2 2W m v m v W m v m W m v= sdot sdot minus sdot sdot rArr = sdot sdot minus sdot sdot rArr = sdot sdot
Da se automobil zaustavi kada ima brzinu v2 treba uložiti rad W
1 1 1 1 12 2 2 2 20
2 0 2 22 2 2 2 2W m v m v W m v m W m v= sdot sdot minus sdot sdot rArr = sdot sdot minus sdot sdot rArr = sdot sdot
(gledamo samo iznos rada pa je predznak pozitivan)
Iz sustava jednadžbi dobije se uloženi rad W
1podijelimo 2
1jednadžbe
2
1 2 1 2 2 20 1 2 22 2 2
21 2 21 2 0 0 0 11 12 22
W m v m v v vW W W
W W W vm v vW m
m
mv
= sdot sdot sdot sdot sdot
rArr rArr = rArr = rArr = rArr
sdot sdot sdot= sdot sdot
sdot
sdot
22 2 2 30
2 2 2 9 0 0 0
0
0
1 0 1 1 10
mv v vW W sW W W W W W
mW v W vW
v
s
rArr = rArr = rArr = sdot rArr sdot rArr =sdot = sdot
Odgovor je pod D
Vježba 271
Da se automobil ubrza iz stanja mirovanja do brzine 10 ms treba uložiti rad W0 Zanemarite
li silu trenja i otpor zraka koliko je rada potrebno uložiti da se automobil zaustavi kada ima brzinu
20 ms
2 4 8 90 0 0 0
A W B W C W D Wsdot sdot sdot sdot
Rezultat B
Zadatak 272 (Ante srednja škola)
Automobil mase 800 kg ubrza iz stanja mirovanja do brzine 108 kmh za 10 s Kolika je
srednja snaga motora potrebna za ubrzavanje
Rješenje 272
m = 800 kg v0 = 0 ms v1 = 108 kmh = [108 36] = 30 ms t = 10 s P =
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
11
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Kad tijelo obavlja rad mijenja mu se energija Promjena energije tijela jednaka je utrošenom radu
Da bi se tijelu povećala kinetička energija mora okolica na njemu obaviti rad Ako se tijelu smanjuje
kinetička energija tijelo obavlja rad
Brzinu rada izražavamo snagom Snaga P jednaka je omjeru rada W i vremena t za koje je rad
obavljen tj
W
Pt
=
Računamo srednju snagu motora Rad je jednak promjeni energije pa vrijedi
( )1 1 12 2 2 21 0 1 02 2 2
W E m v m v m v vk EkP P PW
t t tPt
= ∆ sdot sdot minus sdot sdot sdot sdot minus∆rArr = rArr = rArr = =
=
2 21
800 30 02
36000 36 10
m mkg
s s
W kWs
sdot sdot minus
= = =
Vježba 272
Automobil mase 1600 kg ubrza iz stanja mirovanja do brzine 108 kmh za 20 s Kolika je
srednja snaga motora potrebna za ubrzavanje
Rezultat 36 kW
Zadatak 273 (Ante srednja škola)
Dizalica snage 1800 W podiže tijelo mase 200 kg na visinu 20 m Koliko dugo traje
podizanje (ubrzanje sile teže g = 10 ms2)
Rješenje 273
P = 1800 W m = 200 kg h = 20 m g = 10 ms2 t =
Potencijalna energija je energija mentildeudjelovanja tijela Ona ovisi o mentildeusobnom položaju tijela ili o
mentildeusobnom položaju dijelova tijela U polju sile teže tijelo mase m ima gravitacijsku potencijalnu
energiju
E m g hgp = sdot sdot
gdje je g akceleracija slobodnog pada a h vertikalna udaljenost tijela od mjesta gdje bi prema
dogovoru tijelo imalo energiju nula
Kad tijelo obavlja rad mijenja mu se energija Promjena energije tijela jednaka je utrošenom radu
Brzinu rada izražavamo snagom Snaga P jednaka je omjeru rada W i vremena t za koje je rad
obavljen tj
W
Pt
=
Računamo vrijeme podizanja tijela Rad je jednak promjeni energije pa vrijedi
W Egp E E E m g hgp gp gpP P t tW
t t P PPt
t
P
=sdot sdot
rArr = rArr = rArr = rArrsdot = ==
200 10 202
2222 1800
mkg m
s sW
sdot sdot
= =
12
Vježba 273
Dizalica snage 3600 W podiže tijelo mase 200 kg na visinu 40 m Koliko dugo traje
podizanje (ubrzanje sile teže g = 10 ms2)
Rezultat 2222 s
Zadatak 274 (Ante srednja škola)
Kolica mase 80 kg brzine 4 ms zaustave se sabijajući dugu oprugu za 40 cm Odredi
konstantu opruge
Rješenje 274
m = 80 kg v = 4 ms x = 40 cm = 04 m k =
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Titranje je periodično gibanje oko ravnotežnog položaja Periodično gibanje je gibanje koje se
ponavlja nakon odrentildeenog vremenskog intervala (perioda) Najjednostavnije titranje je harmoničko
titranje tj titranje koje uzrokuje harmonijska (elastična) sila Ona je razmjerna pomaku iz ravnotežnog
položaja
F k x= minus sdot
Pomaknemo li oprugu iz ravnotežnog položaja stiskanjem ili rastezanjem ona titra oko tog položaja
Svaki pomak od ravnotežnog položaja nazivamo elongacijom a najveći pomak od položaja ravnoteže
nazivamo amplitudom Elastična potencijalna energija opruge dana je formulom
1 2
2E k xep = sdot sdot
gdje je x pomak od ravnotežnog položaja k koeficijent elastičnosti opruge
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
bull Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast
nekog drugog oblika energije
Zbog zakona očuvanja energije kinetička energija kolica bit će jednaka elastičnoj potencijalnoj
energiji sabijene opruge
2
21 1 1
2
12 2 2 2
22 2 2 2
m vE E m v k x m v k x kep
xxk
sdotsdot
= rArr sdot sdot = sdot sdot rArr sdot sdot = sdot sdot rArr = =
2
80 43
8000 8 10 2
04
mkg
N Ns
m mm
s
sdot
= = = sdot
Vježba 274
Kolica mase 80 kg brzine 2 ms zaustave se sabijajući dugu oprugu za 20 cm Odredi
konstantu opruge
Rezultat 8 103 Nm
13
Zadatak 275 (Ivan srednja škola)
Kamen mase 40 grama bačen je vertikalno prema dolje s visine 60 m početnom brzinom 4 ms
i pao je brzinom 32 ms Koliki je obavljen rad (g = 981 ms2)
Rješenje 275 m = 40 g = 004 kg h = 60 m v1 = 4 ms v2 = 32 ms g = 981 ms
2 W =
Potencijalna energija je energija mentildeudjelovanja tijela Ona ovisi o mentildeusobnom položaju tijela ili o
mentildeusobnom položaju dijelova tijela U polju sile teže tijelo mase m ima gravitacijsku potencijalnu
energiju
E m g hgp = sdot sdot
gdje je g akceleracija slobodnog pada a h vertikalna udaljenost tijela od mjesta gdje bi prema
dogovoru tijelo imalo energiju nula
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
bull Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast
nekog drugog oblika energije
Zbog zakona očuvanja energije zbroj rada W koji obavi zaustavna sila (otpor zraka) i kinetičke
energije Ek2 koju kamen ima pri padu jednak je zbroju gravitacijske potencijalne Egp i kinetičke
energije Ek1 kamena u trenutku izbacivanja s visine h
1 12 22 12 1 2 2
W E E E W m v m g h m vgpk k+ = + rArr + sdot sdot = sdot sdot + sdot sdot rArr
1 1 1 12 2 2 21 2 1 22 2 2 2
W m g h m v m v W m g h v vrArr = sdot sdot + sdot sdot minus sdot sdot rArr = sdot sdot + sdot minus sdot =
2 21 1
004 981 60 4 32 3384 J2 2 2
m m mkg m
s ss
= sdot sdot + sdot minus sdot =
Vježba 275
Kamen mase 80 grama bačen je vertikalno prema dolje s visine 60 m početnom brzinom 4 ms
i pao je brzinom 32 ms Koliki je obavljen rad (g = 981 ms2)
Rezultat 6768 J
Zadatak 276 (Any gimnazija)
Na dva nepomična tijela masa m i 4 m počinje djelovati jednaka sila F na putu s Koliki je
omjer kinetičkih energija na kraju puta s
1 2 3 4A B C D
Rješenje 276
m1 = m m2 = 4 m F1 = F2 = F s 1
2
Ek
Ek
=
Tijelo obavlja rad W ako djeluje nekom silom F na putu s na drugo tijelo Ako sila djeluje u smjeru
gibanja tijela vrijedi
W F s= sdot
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
14
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Kad tijelo obavlja rad mijenja mu se energija Promjena energije tijela jednaka je utrošenom radu
Da bi se tijelu povećala kinetička energija mora okolica na njemu obaviti rad Ako se tijelu smanjuje
kinetička energija tijelo obavlja rad
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
bull Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast
nekog drugog oblika energije
Kinetička energija tijela jednaka je utrošenom radu sile F na putu s Zato vrijedi
bull
11
11
1 11
11
E Wk
E Wk
W F s E F sk
W F sF F
==
= sdot rArr rArr = sdot= sdot
=
bull
22
22
2 22
22
E Wk
E Wk
W F s E F sk
W F sF F
==
= sdot rArr rArr = sdot= sdot
=
Omjer kinetičkih energija na kraju puta s iznosi
1 1 1 1
2 2 2
E E Ek k kF s
E F s E Ek k
F s
F sk
sdot= rArr =
sdotrArr =
sdot sdot
Odgovor je pod A
Vježba 276
Na dva nepomična tijela masa m i 3 m počinje djelovati jednaka sila F na putu s Koliki je
omjer kinetičkih energija na kraju puta s
1 2 3 4A B C D
Rezultat A
Zadatak 277 (Any gimnazija)
Na dva nepomična tijela masa m i 4 m počinje djelovati jednaka sila F na putu s Koliki je
omjer brzina tijela na kraju puta s
11 1 1 1 1 2 4 2
2 2 2 2
v v v vA B C D
v v v v= = = =
Rješenje 277
m1 = m m2 = 4 m F1 = F2 = F s 1
2
v
v=
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Kad tijelo obavlja rad mijenja mu se energija Promjena energije tijela jednaka je utrošenom radu
Da bi se tijelu povećala kinetička energija mora okolica na njemu obaviti rad Ako se tijelu smanjuje
15
kinetička energija tijelo obavlja rad
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
bull Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast
nekog drugog oblika energije
Tijelo obavlja rad W ako djeluje nekom silom F na putu s na drugo tijelo Ako sila djeluje u smjeru
gibanja tijela vrijedi
W F s= sdot
Jednoliko ubrzano gibanje duž puta s jest gibanje za koje vrijedi izraz
22 v a s= sdot sdot
gdje su v brzina za tijelo pošto se pokrenulo iz mirovanja i gibalo jednoliko ubrzano akceleracijom a
za vrijeme t
Drugi Newtonov poučak Ako na tijelo djeluje stalna sila u smjeru njegova gibanja tijelo ima
akceleraciju koja je proporcionalna sili a obrnuto proporcionalna masi tijela te ima isti smjer kao i
sila
F
a F m am
= rArr = sdot
1inačica
Budući da na dva nepomična tijela masa m1 i m2 počinje djelovati jednaka sila F na putu s vrijedi
bull podijelimo
jedna
2 21 1 2 21 1
22 džbe22 11
F ma
a
a F m a v va s s
F m a F mv a sv a s
= sdot = sdot sdot sdot sdot sdotrArr rArr rArr = rArr = rArr
sdot sdot= sdot sdot= sdot sdot
2 22 2 2
2 22 21 1
1 1 1
v vs s F s F s F sv v v
F m F m m m mF
sdot sdot sdot sdot sdot sdot sdot sdotrArr = rArr = rArr = rArr = rArr =sdot
bull podijelimo 2
jednadžbe
2 242 2 22 222 422 22
4
Fa
a
m a F m a v va s s
F m a F mv a sv a s
= sdot = sdot sdot sdot sdot sdot sdotrArr rArr rArr = rArr = rArr
sdot sdot sdot sdot= sdot sdot= sdot sdot
2 22 22 2
2 2 22 2 2 2 2
v vs s F s F s F sv v v
F m F m m m mF
sdot sdot sdotrArr = rArr = rArr = rArr = rArr =
sdot sdot sdot sdot sdotsdot
Omjer brzina tijela na kraju puta s je
2 2 2 2
1 1 1 1 1 1 14 21
2 2 2 2 2 22 2 22
F s F sv v v v v vm m
F sv v v v v vF s
mm
F s
m
F s
m
sdot
sdot
sdot sdot sdot sdot sdot
= rArr = rArr = rArr = rArr = rArr =sdotsdot
sdot sdotsdot
Odgovor je pod B
2inačica
Kinetička energija tijela jednaka je utrošenom radu sile F na putu s Zato vrijedi
1 12 21 1 1 podij1 11 2 2
1 12 22
elimo
jedna42 2 2 2 22
žbe
2
d
E W m v F s m v F sk
E Wk m v F s m v F s
= sdot sdot = sdot sdot sdot = sdot
rArr rArr rArr rArr=
sdot sdot = sdot sdot sdot sdot = sdot
16
1
2 41
2
1 2 2 2 21 12 1 11 1
2 21 2 2 4 44 4 2 22 22
mm v v v vF s
F s v v
F s
Fmm v v
s
sdot sdot sdotsdot
rArr = rArr = rArr = rArr = rArrsdot sdot sdotsdot sdot sdot sdot sdot
sdotsdot
sdotsdot
sdot
2 221 1 1 1 14 4 4 4 22
2 2 2 22
v v v v v
v v v vv
rArr = rArr = rArr = rArr = rArr =
Odgovor je pod B
Vježba 277
Na dva nepomična tijela masa m i 9 m počinje djelovati jednaka sila F na putu s Koliki je
omjer kinetičkih energija na kraju puta s
11 1 1 1 6 3 9 3
2 2 2 2
v v v vA B C D
v v v v= = = =
Rezultat B
Zadatak 278 (Marija gimnazija)
Tijelo mase 3 kg guramo jednoliko duž kosine koja je dugačka 4 m a visoka 2 m Trenje
zanemarujemo Koliki se rad obavi nad tijelom ako ga guramo od dna do vrha kosine (g = 10 ms2)
Rješenje 278
m = 3 kg v = konst s = 4 m h = 2 m g = 10 ms2 W =
Potencijalna energija je energija mentildeudjelovanja tijela Ona ovisi o mentildeusobnom položaju tijela ili o
mentildeusobnom položaju dijelova tijela U polju sile teže tijelo mase m ima gravitacijsku potencijalnu
energiju
E m g hgp = sdot sdot
gdje je g akceleracija slobodnog pada a h vertikalna udaljenost tijela od mjesta gdje bi prema
dogovoru tijelo imalo energiju nula
Tijelo obavlja rad W ako djeluje nekom silom F na putu s na drugo tijelo Ako sila djeluje u smjeru
gibanja tijela vrijedi
W F s= sdot
Kad tijelo obavlja rad mijenja mu se energija Promjena energije tijela jednaka je utrošenom radu
Silu kojom Zemlja privlači sva tijela nazivamo silom težom Pod djelovanjem sile teže sva tijela
padaju na Zemlju ili pritišću na njezinu površinu
Akceleracija kojom tijela padaju na Zemlju naziva se akceleracijom slobodnog pada Prema drugom
Newtonovom poučku
G m g= sdot
gdje je G sila teža m masa tijela i g akceleracija slobodnog pada koja je za sva tijela na istome mjestu
na Zemlji jednaka
Prvi Newtonov poučak
Ako na tijelo ne djeluje nikakva sila ili je rezultanta svih sila jednaka nuli tijelo miruje ili se giba
jednoliko po pravcu Zato kažemo da je tijelo tromo
Sinus šiljastog kuta pravokutnog trokuta jednak je omjeru duljine katete nasuprot toga kuta i duljine
hipotenuze
Sličnost trokuta
b1
c1
a1
c
b a
C1
A B
C
A1 B1
17
Kažemo da su dva trokuta slična ako postoji pridruživanje vrhova jednog vrhovima drugog tako da su
odgovarajući kutovi jednaki a odgovarajuće stranice proporcionalne
1 1 11 1
1
a b ck
a b cα α β β γ γ= = = = = =
Omjer stranica sličnih trokuta k zovemo koeficijent sličnosti Kraće
Dva su trokuta slična ako su im kutovi sukladni a odgovarajuće stranice proporcionalne (razmjerne)
Kutovi s okomitim kracima
αααα = ββββββββ
αααα
1inačica
Kada tijelo mase m guramo jednoliko duž kosine čija je visina h njegova gravitacijska potencijalna
energija poraste za
E m g hgp∆ = sdot sdot
Promjena energije jednaka je obavljenom radu nad tijelom
3 10 2 60 2
E m g hgp mW m g h kg m J
W Egp s
∆ = sdot sdotrArr = sdot sdot = sdot sdot =
= ∆
2inačica
F2
G
F1
s
h
αααα
αααα
αααα
Silu težu (težinu tijela) G rastavimo na dvije komponente
bull komponentu F1 u smjeru kosine koja tijelo ubrzava niz kosinu
bull komponentu F2 okomitu na kosinu koja pritišće kosinu
Uočimo pravokutne trokute
bull pravokutan trokut čija je kateta F2 i hipotenuza G (žuta boja)
bull pravokutan trokut čija je kateta h i hipotenuza s (plava boja)
αααα
αααα
αααα
h
s
F1
G
F2F2
G
F1
s
h
αααα
αααα
αααα
18
Trokuti su slični jer imaju jednake kutove Zato vrijedi
1sin1 1
1 1
sin
F
F Fh h h hGF G F m g
G s G s s sh
s
G
α
α
=
rArr = rArr = rArr = sdot rArr = sdot sdot
=
sdot
Tijelo se giba jednoliko duž kosine pa sila F kojom guramo tijelo mora biti po iznosu jednaka sili F1
ali suprotnog smjera
αααα
αααα
αααα
h
s
F1
F
G
F2
1
1
F Fh
F m ghsF m g
s
=
rArr = sdot sdot= sdot sdot
Obavljeni rad W nad tijelom koje prevali put s ako se gura od dna do vrha kosine iznosi
23 10 4 60
2 4
h m mW F s W m g s W kg m J
s ms
= sdot rArr = sdot sdot sdot = = sdot sdot sdot =
Vježba 278
Tijelo mase 4 kg guramo jednoliko duž kosine koja je dugačka 4 m a visoka 2 m Trenje
zanemarujemo Koliki se rad obavi nad tijelom ako ga se gura od dna do vrha kosine (g = 10 ms2)
Rezultat 80 J
Zadatak 279 (Matea srednja škola)
Vagon mase 20 t giba se jednoliko po vodoravnoj pruzi brzinom 1 ms te nalijeće na mirni
vagon mase 30 t Koliko se kinetičke energije pretvori u druge oblike energije ako se vagoni nakon
sudara gibaju zajedno
Rješenje 279
m1 = 20 t = 2 104 kg v1 = 1 ms m2 = 30 t = 3 10
4 kg v2 = 0 ms
v1 = v2 = v = Ek =
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast nekog
drugog oblika energije
19
Količinu gibanja definiramo kao umnožak mase tijela i njegove brzine Količina gibanja je vektorska
veličina
kad računamo izno sp m v p m vrarr rarr
= sdot = sdot
Zakon o sačuvanju količine gibanja
Zbroj količina gibanja dva tijela prije njihova mentildeusobnog djelovanja jednak je zbroju njihovih
količina gibanja nakon mentildeusobnog djelovanja To vrijedi i za više od dva tijela
Zakon održanja količina gibanja dvaju tijela masa m1 i m2 kojima su početne brzine bile v1 i v2 a
brzine nakon njihova mentildeusobnog djelovanja v1 i v2 glasi
1 1 2 2 1 1 2
2
m v m v m v m vsdot + sdot = sdot + sdot
Zbroj količina gibanja obaju tijela prije njihova mentildeusobnog djelovanja jednak je zbroju njihovih
količina gibanja nakon mentildeusobnog djelovanja
Uporabom zakona o očuvanju količine gibanja odredimo brzinu v kojom se vagoni zajedno gibaju
nakon sudara
01 1 2 2 1 1 2 2 1 1 2 1 2
m v m v m v m v m v m m v m vsdot + sdot = sdot + sdot rArr sdot + sdot = sdot + sdot rArr
( ) ( ) 1 11 1 1 2 1 1 1 2
1
2 1 2
1
m vm v m m v m v m m v v
m mm m
sdotrArr sdot = + sdot rArr sdot = + sdot rArr =
+sdot
+=
42 10 1
04 4 4
2 10 3 10
mkg
ms
skg kg
sdot sdot= =
sdot + sdot
Računamo kinetičke energije
bull prije sudara prvog vagona mase m1 i brzine v1
1 21 11 2
E m vk
= sdot sdot
bull prije sudara drugog vagona mase m2 koji miruje
02
Ek
=
bull nakon sudara vagona koji se zajedno gibaju brzinom v
( )1 2
1 22E m m v
kz= sdot + sdot
Razlika kinetičke energije prije i poslije sudara pretvori se u druge oblike energije
( )1 12 21 1 1 21 2 2
E E E E m v m m vk k kz k
∆ = minus rArr ∆ = sdot sdot minus sdot + sdot =
( )2 2
1 14 4 4 32 10 1 2 10 3 10 04 6000 6 10 6
2 2
m mkg kg kg J J kJ
s s
= sdot sdot sdot minus sdot sdot + sdot sdot = = sdot =
vv1
m2m1m2m1
Vježba 279
Vagon mase 20 t giba se jednoliko po vodoravnoj pruzi brzinom 36 kmh te nalijeće na mirni
vagon mase 30 t Koliko se kinetičke energije pretvori u druge oblike energije ako se vagoni nakon
sudara gibaju zajedno
Rezultat 6 kJ
20
Zadatak 280 (Saša tehnička škola)
Tane mase m doleti horizontalno do drvene kugle koja je na podu Tane proleti središtem
kugle Treba odrediti kolika je energija prešla u toplinu ako je v1 brzina taneta prije nego što je
pogodilo kuglu v2 brzina taneta nakon prolaza kroz kuglu a mk masa kugle Trenje izmentildeu poda i
kugle zanemarimo
Rješenje 280
m1 = m v2 = 0 ms kugla miruje v1 = v1 v1 = v2 m2 = mk v2 =
Q =
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast nekog
drugog oblika energije
Količinu gibanja definiramo kao umnožak mase tijela i njegove brzine Količina gibanja je vektorska
veličina
kad računamo izno sp m v p m vrarr rarr
= sdot = sdot
Zakon o sačuvanju količine gibanja
Zbroj količina gibanja dva tijela prije njihova mentildeusobnog djelovanja jednak je zbroju njihovih
količina gibanja nakon mentildeusobnog djelovanja To vrijedi i za više od dva tijela
Zakon održanja količina gibanja dvaju tijela masa m1 i m2 kojima su početne brzine bile v1 i v2 a
brzine nakon njihova mentildeusobnog djelovanja v1 i v2 glasi
1 1 2 2 1 1 2
2
m v m v m v m vsdot + sdot = sdot + sdot
Zbroj količina gibanja obaju tijela prije njihova mentildeusobnog djelovanja jednak je zbroju njihovih
količina gibanja nakon mentildeusobnog djelovanja
Uporabom zakona o očuvanju količine gibanja odredimo brzinu v2 kugle nakon što kroz nju proleti
tane
01 1 2 2 1 1 2 2 1 2 2
m v m v m v m v m v m m v m vk k
sdot + sdot = sdot + sdot rArr sdot + sdot = sdot + sdot rArr
01 2 2 1 2 2 2 2 1
m v m v m v m v m v m v m v m v m vk k k
rArr sdot + = sdot + sdot rArr sdot = sdot + sdot rArr sdot + sdot = sdot rArr
( ) ( ) 2 1 2 2
1
1 2 2 1 2m v m v m v m v m v v m v m v v
k k mk
krArr sdot = sdot minus sdot rArr sdot = sdot = sdot minus sdotminus rArr sdot rArr
( ) 2 1 2
mv v v
mk
rArr = sdot minus
Računamo kinetičku energiju
bull taneta mase m koje se giba brzinom v1 prije nego što prontildee kroz kuglu
1 211 2
E m vk
= sdot sdot
bull kugle mase mk koja miruje
10 0
2 22E m E
k k k= sdot sdot rArr =
bull taneta mase m koje se giba brzinom v2 nakon što je prošlo središtem kugle
21
1 223 2
E m vk
= sdot sdot
bull kugle mase mk koja se giba brzinom v2 nakon što je kroz nju prošlo tane
( ) ( ) ( )2
22 21 1 12 1 2 1 24 4 4 22 2 2
m mE m v E m v v E m v v
k k k k k km mk k
= sdot sdot rArr = sdot sdot sdot minus rArr = sdot sdot sdot minus rArr
( ) ( )2 22 21 1
1 2 1 24 42 22
m mE v v E v v
k kk mm kk
mrArr = sdot sdot sdot minus rArr = sdot sdot minus
Zbroj kinetičkih energija prije prolaza taneta kroz drvenu kuglu iznosi
1 12 20
1 1 1 1 11 2 2 2E E E E m v E m v
k k= + rArr = sdot sdot + rArr = sdot sdot
Zbroj kinetičkih energija nakon prolaza taneta kroz drvenu kuglu je
( )2 21 12
2 2 2 1 23 4 2 2
mE E E E m v v v
k k mk
= + rArr = sdot sdot + sdot sdot minus
Energija koja je prešla u toplinsku jednaka je razlici kinetičke energije prije i poslije prolaza taneta
kroz kuglu
( )2 21 1 12 2
1 2 1 2 1 22 2 2
mQ E Q E E Q m v m v v v
k mk
= ∆ rArr = minus rArr = sdot sdot minus sdot sdot + sdot sdot minus rArr
( ) ( )2 2 21 1 12 2 2 2
1 2 1 2 1 2 1 22 2 2 2
m m mQ m v m v v v Q v v v v
m mk k
rArr = sdot sdot minus sdot sdot minus sdot sdot minus rArr = sdot minus minus sdot minus
v2
v2v1
Vježba 280
Tane mase m doleti horizontalno do drvene kugle koja je na podu Tane proleti središtem
kugle Treba odrediti kolika je energija prešla u toplinu ako je v1 brzina taneta prije nego što je
pogodilo kuglu v2 brzina taneta nakon prolaza kroz kuglu a 123 middot m masa kugle Trenje izmentildeu poda
i kugle zanemarimo
Rezultat ( )212 2
1 2 1 22 123
mQ v v v v
= sdot minus minus sdot minus
7
Zadatak 267 (Marija srednja škola)
Koliko iznosi konstanta opruge koja se produlji za 05 m pod djelovanjem sile 200 N
Rješenje 267
s = 05 m F = 200 N k =
Ako tijelo obješeno o elastičnu oprugu izvučemo iz položaja ravnoteže za neki pomak s i pustimo ga
ono će harmonijski titrati Za svako tijelo koje se giba poput tijela na opruzi što uzrokuje sila upravno
proporcionalna pomaku s smjera suprotnoga pomaku kažemo da harmonijski titra
Elastična sila je sila kojom se tijelo opire deformaciji zbog djelovanja vanjske sile F i razmjerna je
pomaku iz ravnotežnog položaja s
F k srarr rarr
= minus sdot
Iznos elastične sile je
F k s= minus sdot
gdje je k konstanta elastičnosti opruge
Konstanta opruge iznosi
200400
0
1
5
F N NF k s F k s k
s m ms= sdot rArr = =sdotsdot rArr = =
Vježba 267
Koliko iznosi konstanta opruge koja se produlji za 1 m pod djelovanjem sile 400 N
Rezultat 400 N
m
Zadatak 268 (Marija srednja škola)
Za sabijanje elastične opruge za 1 cm potrebno je djelovati silom od 30 N Koliku energiju je
potrebno uložiti za sabijanje iste opruge za 15 cm
Rješenje 268
s1 = 1 cm = 001 m F = 30 N s2 = 15 cm = 015 m Eep =
Ako tijelo obješeno o elastičnu oprugu izvučemo iz položaja ravnoteže za neki pomak s i pustimo ga
ono će harmonijski titrati Za svako tijelo koje se giba poput tijela na opruzi što uzrokuje sila upravno
proporcionalna pomaku s smjera suprotnoga pomaku kažemo da harmonijski titra
Elastična sila je sila kojom se tijelo opire deformaciji zbog djelovanja vanjske sile F i razmjerna je
pomaku iz ravnotežnog položaja s
F k srarr rarr
= minus sdot
Iznos elastične sile je
F k s= minus sdot
gdje je k konstanta elastičnosti opruge
Potencijalna energija elastične deformacije opruge konstante k kojoj se duljina djelovanjem sile F
smanjila ili povećala za s
1 2
2E k sep = sdot sdot
Računamo energiju potrebnu za sabijanje opruge
1
metoda1
supstitucije
111
1 21 12 222 2 22 2
FF k s kF k s
s
E k sepE k s E k sep e
s
p
= sdot == sdot
rArr rArr rArr rArr= sdot sdot
= sdot
sdot
sdot = sdot sdot
( )1 30 2
015 3375 2 001
NE m Jep
mrArr = sdot sdot =
8
Vježba 268
Za sabijanje elastične opruge za 2 cm potrebno je djelovati silom od 60 N Koliku energiju je
potrebno uložiti za sabijanje iste opruge za 15 cm
Rezultat 3375 J
Zadatak 269 (Barbara gimnazija)
Automobil vozi po horizontalnom putu brzinom 60 kmh Vozač stisne kočnicu i automobil se
zaustavi na putu od 20 m Koliki put bi prešao do zaustavljanja da mu je brzina bila 120 kmh Sila
koja zaustavlja automobil jednaka je u oba slučaja
20 40 60 80A m B m C m D m
Rješenje 269
v1 = 60 kmh s1 = 20 m v2 = 120 kmh = 2 v1 F = konst s2 =
Drugi Newtonov poučak Ako na tijelo djeluje stalna sila u smjeru njegova gibanja tijelo ima
akceleraciju koja je proporcionalna sili a obrnuto proporcionalna masi tijela te ima isti smjer kao i
sila
F
a F m am
= rArr = sdot
Jednoliko ubrzano gibanje duž puta s jest gibanje za koje vrijedi izraz
22 v a s= sdot sdot
gdje je v brzina za tijelo pošto se pokrenulo iz mirovanja i gibalo jednoliko ubrzano akceleracijom a za
vrijeme t Za jednoliko usporeno gibanje vrijedi isti izraz
Budući da je sila koja zaustavlja automobil jednaka u oba slučaja i akceleracija je jednaka Iz sustava
jednadžbi dobije se traženi put s2
2po2
d2 2 22 ijel 21 1 2 2 2 2 2 22 2 22
imo
jednadžbe 22 1 1 12
1 1 12 2
v a s v a s v s v s
a s s sv v vv a s
a
a
= sdot sdot sdot sdot sdotrArr rArr = rArr = rArr = rArr
sdot sdot sdot= sdot sdot
sdot
sdot
2 2 2 222
2 2 2 2 2 2 2 12 1 2 12
1 1 1 1 1
1 11
1s
s v s v s v v vs s s s
s s v s v v vv
sdotrArr = rArr = rArr = rArr = sdot rArr = sdot rArrsdot
22 2
2 20 4 80 2 1
12 1
1s sv
vs s m m
sdotrArr = sdot rArr = sdot = sdot =
Odgovor je pod D
Vježba 269
Automobil vozi po horizontalnom putu brzinom 50 kmh Vozač stisne kočnicu i automobil se
zaustavi na putu od 20 m Koliki put bi prešao do zaustavljanja da mu je brzina bila 100 kmh Sila
koja zaustavlja automobil jednaka je u oba slučaja
20 40 60 80A m B m C m D m
Rezultat D
Zadatak 270 (Barbara gimnazija)
Da se automobil ubrza iz stanja mirovanja do brzine 10 ms treba uložiti rad W0 Zanemarite
li silu trenja i otpor zraka koliko je rada potrebno uložiti da se automobil ubrza od brzine 10 ms do
brzine 30 ms
8 4 3 20 0 0 0
A W B W C W D Wsdot sdot sdot sdot
Rješenje 270
v0 = 0 ms v1 = 10 ms W0 v2 = 30 ms W =
9
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Kad tijelo obavlja rad mijenja mu se energija Promjena energije tijela jednaka je utrošenom radu
Da bi se tijelu povećala kinetička energija mora okolica na njemu obaviti rad Ako se tijelu smanjuje
kinetička energija tijelo obavlja rad
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
bull Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast
nekog drugog oblika energije
Rad je jednak promjeni energije
Da se automobil ubrza iz stanja mirovanja do brzine v1 treba uložiti rad W0
1 1 1 1 12 2 2 2 20
0 1 0 0 1 0 12 2 2 2 2W m v m v W m v m W m v= sdot sdot minus sdot sdot rArr = sdot sdot minus sdot sdot rArr = sdot sdot
Da se automobil ubrza od brzine v1 do brzine v2 treba uložiti rad W
( )1 1 12 2 2 2
2 1 2 12 2 2W m v m v W m v v= sdot sdot minus sdot sdot rArr = sdot sdot minus
Iz sustava jednadžbi dobije se uloženi rad W
( )( ) ( )1
podijelimo 21jednadžbe
1 2 1 2 2 2 20 1 2 1 2 12 2
1 2 21 2 2 0 01 12 1 22 2
mW m v m v v v vW W
W WW mm v vm v v
= sdot sdot sdot sdot minus sdot minus
rArr rArr = rArr = rArr
sdot sdot sdot= sdot sdot minus
sdot
sdot
2 2 2 2 2 22 1 2 1 2 1
02 2 20 01 1 1
0
v vW
v v v vW WW W
W Wv v v
sdotminus minus minus
rArr = rArr = rArr = sdot rArr
2 2
30 10
8 0 02
10
m m
s sW W W W
m
s
minus
rArr = sdot rArr = sdot
Odgovor je pod A
Vježba 270
Da se automobil ubrza iz stanja mirovanja do brzine 10 ms treba uložiti rad W0 Zanemarite
li silu trenja i otpor zraka koliko je rada potrebno uložiti da se automobil ubrza od brzine 10 ms do
brzine 20 ms
8 4 3 20 0 0 0
A W B W C W D Wsdot sdot sdot sdot
Rezultat C
Zadatak 271 (Barbara gimnazija)
Da se automobil ubrza iz stanja mirovanja do brzine 10 ms treba uložiti rad W0 Zanemarite
li silu trenja i otpor zraka koliko je rada potrebno uložiti da se automobil zaustavi kada ima brzinu
30 ms
2 4 8 90 0 0 0
A W B W C W D Wsdot sdot sdot sdot
10
Rješenje 271
v0 = 0 ms v1 = 10 ms W0 v2 = 30 ms W =
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Kad tijelo obavlja rad mijenja mu se energija Promjena energije tijela jednaka je utrošenom radu
Da bi se tijelu povećala kinetička energija mora okolica na njemu obaviti rad Ako se tijelu smanjuje
kinetička energija tijelo obavlja rad
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
bull Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast
nekog drugog oblika energije
Rad je jednak promjeni energije
Da se automobil ubrza iz stanja mirovanja do brzine v1 treba uložiti rad W0
1 1 1 1 12 2 2 2 20
0 1 0 0 1 0 12 2 2 2 2W m v m v W m v m W m v= sdot sdot minus sdot sdot rArr = sdot sdot minus sdot sdot rArr = sdot sdot
Da se automobil zaustavi kada ima brzinu v2 treba uložiti rad W
1 1 1 1 12 2 2 2 20
2 0 2 22 2 2 2 2W m v m v W m v m W m v= sdot sdot minus sdot sdot rArr = sdot sdot minus sdot sdot rArr = sdot sdot
(gledamo samo iznos rada pa je predznak pozitivan)
Iz sustava jednadžbi dobije se uloženi rad W
1podijelimo 2
1jednadžbe
2
1 2 1 2 2 20 1 2 22 2 2
21 2 21 2 0 0 0 11 12 22
W m v m v v vW W W
W W W vm v vW m
m
mv
= sdot sdot sdot sdot sdot
rArr rArr = rArr = rArr = rArr
sdot sdot sdot= sdot sdot
sdot
sdot
22 2 2 30
2 2 2 9 0 0 0
0
0
1 0 1 1 10
mv v vW W sW W W W W W
mW v W vW
v
s
rArr = rArr = rArr = sdot rArr sdot rArr =sdot = sdot
Odgovor je pod D
Vježba 271
Da se automobil ubrza iz stanja mirovanja do brzine 10 ms treba uložiti rad W0 Zanemarite
li silu trenja i otpor zraka koliko je rada potrebno uložiti da se automobil zaustavi kada ima brzinu
20 ms
2 4 8 90 0 0 0
A W B W C W D Wsdot sdot sdot sdot
Rezultat B
Zadatak 272 (Ante srednja škola)
Automobil mase 800 kg ubrza iz stanja mirovanja do brzine 108 kmh za 10 s Kolika je
srednja snaga motora potrebna za ubrzavanje
Rješenje 272
m = 800 kg v0 = 0 ms v1 = 108 kmh = [108 36] = 30 ms t = 10 s P =
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
11
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Kad tijelo obavlja rad mijenja mu se energija Promjena energije tijela jednaka je utrošenom radu
Da bi se tijelu povećala kinetička energija mora okolica na njemu obaviti rad Ako se tijelu smanjuje
kinetička energija tijelo obavlja rad
Brzinu rada izražavamo snagom Snaga P jednaka je omjeru rada W i vremena t za koje je rad
obavljen tj
W
Pt
=
Računamo srednju snagu motora Rad je jednak promjeni energije pa vrijedi
( )1 1 12 2 2 21 0 1 02 2 2
W E m v m v m v vk EkP P PW
t t tPt
= ∆ sdot sdot minus sdot sdot sdot sdot minus∆rArr = rArr = rArr = =
=
2 21
800 30 02
36000 36 10
m mkg
s s
W kWs
sdot sdot minus
= = =
Vježba 272
Automobil mase 1600 kg ubrza iz stanja mirovanja do brzine 108 kmh za 20 s Kolika je
srednja snaga motora potrebna za ubrzavanje
Rezultat 36 kW
Zadatak 273 (Ante srednja škola)
Dizalica snage 1800 W podiže tijelo mase 200 kg na visinu 20 m Koliko dugo traje
podizanje (ubrzanje sile teže g = 10 ms2)
Rješenje 273
P = 1800 W m = 200 kg h = 20 m g = 10 ms2 t =
Potencijalna energija je energija mentildeudjelovanja tijela Ona ovisi o mentildeusobnom položaju tijela ili o
mentildeusobnom položaju dijelova tijela U polju sile teže tijelo mase m ima gravitacijsku potencijalnu
energiju
E m g hgp = sdot sdot
gdje je g akceleracija slobodnog pada a h vertikalna udaljenost tijela od mjesta gdje bi prema
dogovoru tijelo imalo energiju nula
Kad tijelo obavlja rad mijenja mu se energija Promjena energije tijela jednaka je utrošenom radu
Brzinu rada izražavamo snagom Snaga P jednaka je omjeru rada W i vremena t za koje je rad
obavljen tj
W
Pt
=
Računamo vrijeme podizanja tijela Rad je jednak promjeni energije pa vrijedi
W Egp E E E m g hgp gp gpP P t tW
t t P PPt
t
P
=sdot sdot
rArr = rArr = rArr = rArrsdot = ==
200 10 202
2222 1800
mkg m
s sW
sdot sdot
= =
12
Vježba 273
Dizalica snage 3600 W podiže tijelo mase 200 kg na visinu 40 m Koliko dugo traje
podizanje (ubrzanje sile teže g = 10 ms2)
Rezultat 2222 s
Zadatak 274 (Ante srednja škola)
Kolica mase 80 kg brzine 4 ms zaustave se sabijajući dugu oprugu za 40 cm Odredi
konstantu opruge
Rješenje 274
m = 80 kg v = 4 ms x = 40 cm = 04 m k =
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Titranje je periodično gibanje oko ravnotežnog položaja Periodično gibanje je gibanje koje se
ponavlja nakon odrentildeenog vremenskog intervala (perioda) Najjednostavnije titranje je harmoničko
titranje tj titranje koje uzrokuje harmonijska (elastična) sila Ona je razmjerna pomaku iz ravnotežnog
položaja
F k x= minus sdot
Pomaknemo li oprugu iz ravnotežnog položaja stiskanjem ili rastezanjem ona titra oko tog položaja
Svaki pomak od ravnotežnog položaja nazivamo elongacijom a najveći pomak od položaja ravnoteže
nazivamo amplitudom Elastična potencijalna energija opruge dana je formulom
1 2
2E k xep = sdot sdot
gdje je x pomak od ravnotežnog položaja k koeficijent elastičnosti opruge
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
bull Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast
nekog drugog oblika energije
Zbog zakona očuvanja energije kinetička energija kolica bit će jednaka elastičnoj potencijalnoj
energiji sabijene opruge
2
21 1 1
2
12 2 2 2
22 2 2 2
m vE E m v k x m v k x kep
xxk
sdotsdot
= rArr sdot sdot = sdot sdot rArr sdot sdot = sdot sdot rArr = =
2
80 43
8000 8 10 2
04
mkg
N Ns
m mm
s
sdot
= = = sdot
Vježba 274
Kolica mase 80 kg brzine 2 ms zaustave se sabijajući dugu oprugu za 20 cm Odredi
konstantu opruge
Rezultat 8 103 Nm
13
Zadatak 275 (Ivan srednja škola)
Kamen mase 40 grama bačen je vertikalno prema dolje s visine 60 m početnom brzinom 4 ms
i pao je brzinom 32 ms Koliki je obavljen rad (g = 981 ms2)
Rješenje 275 m = 40 g = 004 kg h = 60 m v1 = 4 ms v2 = 32 ms g = 981 ms
2 W =
Potencijalna energija je energija mentildeudjelovanja tijela Ona ovisi o mentildeusobnom položaju tijela ili o
mentildeusobnom položaju dijelova tijela U polju sile teže tijelo mase m ima gravitacijsku potencijalnu
energiju
E m g hgp = sdot sdot
gdje je g akceleracija slobodnog pada a h vertikalna udaljenost tijela od mjesta gdje bi prema
dogovoru tijelo imalo energiju nula
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
bull Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast
nekog drugog oblika energije
Zbog zakona očuvanja energije zbroj rada W koji obavi zaustavna sila (otpor zraka) i kinetičke
energije Ek2 koju kamen ima pri padu jednak je zbroju gravitacijske potencijalne Egp i kinetičke
energije Ek1 kamena u trenutku izbacivanja s visine h
1 12 22 12 1 2 2
W E E E W m v m g h m vgpk k+ = + rArr + sdot sdot = sdot sdot + sdot sdot rArr
1 1 1 12 2 2 21 2 1 22 2 2 2
W m g h m v m v W m g h v vrArr = sdot sdot + sdot sdot minus sdot sdot rArr = sdot sdot + sdot minus sdot =
2 21 1
004 981 60 4 32 3384 J2 2 2
m m mkg m
s ss
= sdot sdot + sdot minus sdot =
Vježba 275
Kamen mase 80 grama bačen je vertikalno prema dolje s visine 60 m početnom brzinom 4 ms
i pao je brzinom 32 ms Koliki je obavljen rad (g = 981 ms2)
Rezultat 6768 J
Zadatak 276 (Any gimnazija)
Na dva nepomična tijela masa m i 4 m počinje djelovati jednaka sila F na putu s Koliki je
omjer kinetičkih energija na kraju puta s
1 2 3 4A B C D
Rješenje 276
m1 = m m2 = 4 m F1 = F2 = F s 1
2
Ek
Ek
=
Tijelo obavlja rad W ako djeluje nekom silom F na putu s na drugo tijelo Ako sila djeluje u smjeru
gibanja tijela vrijedi
W F s= sdot
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
14
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Kad tijelo obavlja rad mijenja mu se energija Promjena energije tijela jednaka je utrošenom radu
Da bi se tijelu povećala kinetička energija mora okolica na njemu obaviti rad Ako se tijelu smanjuje
kinetička energija tijelo obavlja rad
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
bull Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast
nekog drugog oblika energije
Kinetička energija tijela jednaka je utrošenom radu sile F na putu s Zato vrijedi
bull
11
11
1 11
11
E Wk
E Wk
W F s E F sk
W F sF F
==
= sdot rArr rArr = sdot= sdot
=
bull
22
22
2 22
22
E Wk
E Wk
W F s E F sk
W F sF F
==
= sdot rArr rArr = sdot= sdot
=
Omjer kinetičkih energija na kraju puta s iznosi
1 1 1 1
2 2 2
E E Ek k kF s
E F s E Ek k
F s
F sk
sdot= rArr =
sdotrArr =
sdot sdot
Odgovor je pod A
Vježba 276
Na dva nepomična tijela masa m i 3 m počinje djelovati jednaka sila F na putu s Koliki je
omjer kinetičkih energija na kraju puta s
1 2 3 4A B C D
Rezultat A
Zadatak 277 (Any gimnazija)
Na dva nepomična tijela masa m i 4 m počinje djelovati jednaka sila F na putu s Koliki je
omjer brzina tijela na kraju puta s
11 1 1 1 1 2 4 2
2 2 2 2
v v v vA B C D
v v v v= = = =
Rješenje 277
m1 = m m2 = 4 m F1 = F2 = F s 1
2
v
v=
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Kad tijelo obavlja rad mijenja mu se energija Promjena energije tijela jednaka je utrošenom radu
Da bi se tijelu povećala kinetička energija mora okolica na njemu obaviti rad Ako se tijelu smanjuje
15
kinetička energija tijelo obavlja rad
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
bull Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast
nekog drugog oblika energije
Tijelo obavlja rad W ako djeluje nekom silom F na putu s na drugo tijelo Ako sila djeluje u smjeru
gibanja tijela vrijedi
W F s= sdot
Jednoliko ubrzano gibanje duž puta s jest gibanje za koje vrijedi izraz
22 v a s= sdot sdot
gdje su v brzina za tijelo pošto se pokrenulo iz mirovanja i gibalo jednoliko ubrzano akceleracijom a
za vrijeme t
Drugi Newtonov poučak Ako na tijelo djeluje stalna sila u smjeru njegova gibanja tijelo ima
akceleraciju koja je proporcionalna sili a obrnuto proporcionalna masi tijela te ima isti smjer kao i
sila
F
a F m am
= rArr = sdot
1inačica
Budući da na dva nepomična tijela masa m1 i m2 počinje djelovati jednaka sila F na putu s vrijedi
bull podijelimo
jedna
2 21 1 2 21 1
22 džbe22 11
F ma
a
a F m a v va s s
F m a F mv a sv a s
= sdot = sdot sdot sdot sdot sdotrArr rArr rArr = rArr = rArr
sdot sdot= sdot sdot= sdot sdot
2 22 2 2
2 22 21 1
1 1 1
v vs s F s F s F sv v v
F m F m m m mF
sdot sdot sdot sdot sdot sdot sdot sdotrArr = rArr = rArr = rArr = rArr =sdot
bull podijelimo 2
jednadžbe
2 242 2 22 222 422 22
4
Fa
a
m a F m a v va s s
F m a F mv a sv a s
= sdot = sdot sdot sdot sdot sdot sdotrArr rArr rArr = rArr = rArr
sdot sdot sdot sdot= sdot sdot= sdot sdot
2 22 22 2
2 2 22 2 2 2 2
v vs s F s F s F sv v v
F m F m m m mF
sdot sdot sdotrArr = rArr = rArr = rArr = rArr =
sdot sdot sdot sdot sdotsdot
Omjer brzina tijela na kraju puta s je
2 2 2 2
1 1 1 1 1 1 14 21
2 2 2 2 2 22 2 22
F s F sv v v v v vm m
F sv v v v v vF s
mm
F s
m
F s
m
sdot
sdot
sdot sdot sdot sdot sdot
= rArr = rArr = rArr = rArr = rArr =sdotsdot
sdot sdotsdot
Odgovor je pod B
2inačica
Kinetička energija tijela jednaka je utrošenom radu sile F na putu s Zato vrijedi
1 12 21 1 1 podij1 11 2 2
1 12 22
elimo
jedna42 2 2 2 22
žbe
2
d
E W m v F s m v F sk
E Wk m v F s m v F s
= sdot sdot = sdot sdot sdot = sdot
rArr rArr rArr rArr=
sdot sdot = sdot sdot sdot sdot = sdot
16
1
2 41
2
1 2 2 2 21 12 1 11 1
2 21 2 2 4 44 4 2 22 22
mm v v v vF s
F s v v
F s
Fmm v v
s
sdot sdot sdotsdot
rArr = rArr = rArr = rArr = rArrsdot sdot sdotsdot sdot sdot sdot sdot
sdotsdot
sdotsdot
sdot
2 221 1 1 1 14 4 4 4 22
2 2 2 22
v v v v v
v v v vv
rArr = rArr = rArr = rArr = rArr =
Odgovor je pod B
Vježba 277
Na dva nepomična tijela masa m i 9 m počinje djelovati jednaka sila F na putu s Koliki je
omjer kinetičkih energija na kraju puta s
11 1 1 1 6 3 9 3
2 2 2 2
v v v vA B C D
v v v v= = = =
Rezultat B
Zadatak 278 (Marija gimnazija)
Tijelo mase 3 kg guramo jednoliko duž kosine koja je dugačka 4 m a visoka 2 m Trenje
zanemarujemo Koliki se rad obavi nad tijelom ako ga guramo od dna do vrha kosine (g = 10 ms2)
Rješenje 278
m = 3 kg v = konst s = 4 m h = 2 m g = 10 ms2 W =
Potencijalna energija je energija mentildeudjelovanja tijela Ona ovisi o mentildeusobnom položaju tijela ili o
mentildeusobnom položaju dijelova tijela U polju sile teže tijelo mase m ima gravitacijsku potencijalnu
energiju
E m g hgp = sdot sdot
gdje je g akceleracija slobodnog pada a h vertikalna udaljenost tijela od mjesta gdje bi prema
dogovoru tijelo imalo energiju nula
Tijelo obavlja rad W ako djeluje nekom silom F na putu s na drugo tijelo Ako sila djeluje u smjeru
gibanja tijela vrijedi
W F s= sdot
Kad tijelo obavlja rad mijenja mu se energija Promjena energije tijela jednaka je utrošenom radu
Silu kojom Zemlja privlači sva tijela nazivamo silom težom Pod djelovanjem sile teže sva tijela
padaju na Zemlju ili pritišću na njezinu površinu
Akceleracija kojom tijela padaju na Zemlju naziva se akceleracijom slobodnog pada Prema drugom
Newtonovom poučku
G m g= sdot
gdje je G sila teža m masa tijela i g akceleracija slobodnog pada koja je za sva tijela na istome mjestu
na Zemlji jednaka
Prvi Newtonov poučak
Ako na tijelo ne djeluje nikakva sila ili je rezultanta svih sila jednaka nuli tijelo miruje ili se giba
jednoliko po pravcu Zato kažemo da je tijelo tromo
Sinus šiljastog kuta pravokutnog trokuta jednak je omjeru duljine katete nasuprot toga kuta i duljine
hipotenuze
Sličnost trokuta
b1
c1
a1
c
b a
C1
A B
C
A1 B1
17
Kažemo da su dva trokuta slična ako postoji pridruživanje vrhova jednog vrhovima drugog tako da su
odgovarajući kutovi jednaki a odgovarajuće stranice proporcionalne
1 1 11 1
1
a b ck
a b cα α β β γ γ= = = = = =
Omjer stranica sličnih trokuta k zovemo koeficijent sličnosti Kraće
Dva su trokuta slična ako su im kutovi sukladni a odgovarajuće stranice proporcionalne (razmjerne)
Kutovi s okomitim kracima
αααα = ββββββββ
αααα
1inačica
Kada tijelo mase m guramo jednoliko duž kosine čija je visina h njegova gravitacijska potencijalna
energija poraste za
E m g hgp∆ = sdot sdot
Promjena energije jednaka je obavljenom radu nad tijelom
3 10 2 60 2
E m g hgp mW m g h kg m J
W Egp s
∆ = sdot sdotrArr = sdot sdot = sdot sdot =
= ∆
2inačica
F2
G
F1
s
h
αααα
αααα
αααα
Silu težu (težinu tijela) G rastavimo na dvije komponente
bull komponentu F1 u smjeru kosine koja tijelo ubrzava niz kosinu
bull komponentu F2 okomitu na kosinu koja pritišće kosinu
Uočimo pravokutne trokute
bull pravokutan trokut čija je kateta F2 i hipotenuza G (žuta boja)
bull pravokutan trokut čija je kateta h i hipotenuza s (plava boja)
αααα
αααα
αααα
h
s
F1
G
F2F2
G
F1
s
h
αααα
αααα
αααα
18
Trokuti su slični jer imaju jednake kutove Zato vrijedi
1sin1 1
1 1
sin
F
F Fh h h hGF G F m g
G s G s s sh
s
G
α
α
=
rArr = rArr = rArr = sdot rArr = sdot sdot
=
sdot
Tijelo se giba jednoliko duž kosine pa sila F kojom guramo tijelo mora biti po iznosu jednaka sili F1
ali suprotnog smjera
αααα
αααα
αααα
h
s
F1
F
G
F2
1
1
F Fh
F m ghsF m g
s
=
rArr = sdot sdot= sdot sdot
Obavljeni rad W nad tijelom koje prevali put s ako se gura od dna do vrha kosine iznosi
23 10 4 60
2 4
h m mW F s W m g s W kg m J
s ms
= sdot rArr = sdot sdot sdot = = sdot sdot sdot =
Vježba 278
Tijelo mase 4 kg guramo jednoliko duž kosine koja je dugačka 4 m a visoka 2 m Trenje
zanemarujemo Koliki se rad obavi nad tijelom ako ga se gura od dna do vrha kosine (g = 10 ms2)
Rezultat 80 J
Zadatak 279 (Matea srednja škola)
Vagon mase 20 t giba se jednoliko po vodoravnoj pruzi brzinom 1 ms te nalijeće na mirni
vagon mase 30 t Koliko se kinetičke energije pretvori u druge oblike energije ako se vagoni nakon
sudara gibaju zajedno
Rješenje 279
m1 = 20 t = 2 104 kg v1 = 1 ms m2 = 30 t = 3 10
4 kg v2 = 0 ms
v1 = v2 = v = Ek =
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast nekog
drugog oblika energije
19
Količinu gibanja definiramo kao umnožak mase tijela i njegove brzine Količina gibanja je vektorska
veličina
kad računamo izno sp m v p m vrarr rarr
= sdot = sdot
Zakon o sačuvanju količine gibanja
Zbroj količina gibanja dva tijela prije njihova mentildeusobnog djelovanja jednak je zbroju njihovih
količina gibanja nakon mentildeusobnog djelovanja To vrijedi i za više od dva tijela
Zakon održanja količina gibanja dvaju tijela masa m1 i m2 kojima su početne brzine bile v1 i v2 a
brzine nakon njihova mentildeusobnog djelovanja v1 i v2 glasi
1 1 2 2 1 1 2
2
m v m v m v m vsdot + sdot = sdot + sdot
Zbroj količina gibanja obaju tijela prije njihova mentildeusobnog djelovanja jednak je zbroju njihovih
količina gibanja nakon mentildeusobnog djelovanja
Uporabom zakona o očuvanju količine gibanja odredimo brzinu v kojom se vagoni zajedno gibaju
nakon sudara
01 1 2 2 1 1 2 2 1 1 2 1 2
m v m v m v m v m v m m v m vsdot + sdot = sdot + sdot rArr sdot + sdot = sdot + sdot rArr
( ) ( ) 1 11 1 1 2 1 1 1 2
1
2 1 2
1
m vm v m m v m v m m v v
m mm m
sdotrArr sdot = + sdot rArr sdot = + sdot rArr =
+sdot
+=
42 10 1
04 4 4
2 10 3 10
mkg
ms
skg kg
sdot sdot= =
sdot + sdot
Računamo kinetičke energije
bull prije sudara prvog vagona mase m1 i brzine v1
1 21 11 2
E m vk
= sdot sdot
bull prije sudara drugog vagona mase m2 koji miruje
02
Ek
=
bull nakon sudara vagona koji se zajedno gibaju brzinom v
( )1 2
1 22E m m v
kz= sdot + sdot
Razlika kinetičke energije prije i poslije sudara pretvori se u druge oblike energije
( )1 12 21 1 1 21 2 2
E E E E m v m m vk k kz k
∆ = minus rArr ∆ = sdot sdot minus sdot + sdot =
( )2 2
1 14 4 4 32 10 1 2 10 3 10 04 6000 6 10 6
2 2
m mkg kg kg J J kJ
s s
= sdot sdot sdot minus sdot sdot + sdot sdot = = sdot =
vv1
m2m1m2m1
Vježba 279
Vagon mase 20 t giba se jednoliko po vodoravnoj pruzi brzinom 36 kmh te nalijeće na mirni
vagon mase 30 t Koliko se kinetičke energije pretvori u druge oblike energije ako se vagoni nakon
sudara gibaju zajedno
Rezultat 6 kJ
20
Zadatak 280 (Saša tehnička škola)
Tane mase m doleti horizontalno do drvene kugle koja je na podu Tane proleti središtem
kugle Treba odrediti kolika je energija prešla u toplinu ako je v1 brzina taneta prije nego što je
pogodilo kuglu v2 brzina taneta nakon prolaza kroz kuglu a mk masa kugle Trenje izmentildeu poda i
kugle zanemarimo
Rješenje 280
m1 = m v2 = 0 ms kugla miruje v1 = v1 v1 = v2 m2 = mk v2 =
Q =
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast nekog
drugog oblika energije
Količinu gibanja definiramo kao umnožak mase tijela i njegove brzine Količina gibanja je vektorska
veličina
kad računamo izno sp m v p m vrarr rarr
= sdot = sdot
Zakon o sačuvanju količine gibanja
Zbroj količina gibanja dva tijela prije njihova mentildeusobnog djelovanja jednak je zbroju njihovih
količina gibanja nakon mentildeusobnog djelovanja To vrijedi i za više od dva tijela
Zakon održanja količina gibanja dvaju tijela masa m1 i m2 kojima su početne brzine bile v1 i v2 a
brzine nakon njihova mentildeusobnog djelovanja v1 i v2 glasi
1 1 2 2 1 1 2
2
m v m v m v m vsdot + sdot = sdot + sdot
Zbroj količina gibanja obaju tijela prije njihova mentildeusobnog djelovanja jednak je zbroju njihovih
količina gibanja nakon mentildeusobnog djelovanja
Uporabom zakona o očuvanju količine gibanja odredimo brzinu v2 kugle nakon što kroz nju proleti
tane
01 1 2 2 1 1 2 2 1 2 2
m v m v m v m v m v m m v m vk k
sdot + sdot = sdot + sdot rArr sdot + sdot = sdot + sdot rArr
01 2 2 1 2 2 2 2 1
m v m v m v m v m v m v m v m v m vk k k
rArr sdot + = sdot + sdot rArr sdot = sdot + sdot rArr sdot + sdot = sdot rArr
( ) ( ) 2 1 2 2
1
1 2 2 1 2m v m v m v m v m v v m v m v v
k k mk
krArr sdot = sdot minus sdot rArr sdot = sdot = sdot minus sdotminus rArr sdot rArr
( ) 2 1 2
mv v v
mk
rArr = sdot minus
Računamo kinetičku energiju
bull taneta mase m koje se giba brzinom v1 prije nego što prontildee kroz kuglu
1 211 2
E m vk
= sdot sdot
bull kugle mase mk koja miruje
10 0
2 22E m E
k k k= sdot sdot rArr =
bull taneta mase m koje se giba brzinom v2 nakon što je prošlo središtem kugle
21
1 223 2
E m vk
= sdot sdot
bull kugle mase mk koja se giba brzinom v2 nakon što je kroz nju prošlo tane
( ) ( ) ( )2
22 21 1 12 1 2 1 24 4 4 22 2 2
m mE m v E m v v E m v v
k k k k k km mk k
= sdot sdot rArr = sdot sdot sdot minus rArr = sdot sdot sdot minus rArr
( ) ( )2 22 21 1
1 2 1 24 42 22
m mE v v E v v
k kk mm kk
mrArr = sdot sdot sdot minus rArr = sdot sdot minus
Zbroj kinetičkih energija prije prolaza taneta kroz drvenu kuglu iznosi
1 12 20
1 1 1 1 11 2 2 2E E E E m v E m v
k k= + rArr = sdot sdot + rArr = sdot sdot
Zbroj kinetičkih energija nakon prolaza taneta kroz drvenu kuglu je
( )2 21 12
2 2 2 1 23 4 2 2
mE E E E m v v v
k k mk
= + rArr = sdot sdot + sdot sdot minus
Energija koja je prešla u toplinsku jednaka je razlici kinetičke energije prije i poslije prolaza taneta
kroz kuglu
( )2 21 1 12 2
1 2 1 2 1 22 2 2
mQ E Q E E Q m v m v v v
k mk
= ∆ rArr = minus rArr = sdot sdot minus sdot sdot + sdot sdot minus rArr
( ) ( )2 2 21 1 12 2 2 2
1 2 1 2 1 2 1 22 2 2 2
m m mQ m v m v v v Q v v v v
m mk k
rArr = sdot sdot minus sdot sdot minus sdot sdot minus rArr = sdot minus minus sdot minus
v2
v2v1
Vježba 280
Tane mase m doleti horizontalno do drvene kugle koja je na podu Tane proleti središtem
kugle Treba odrediti kolika je energija prešla u toplinu ako je v1 brzina taneta prije nego što je
pogodilo kuglu v2 brzina taneta nakon prolaza kroz kuglu a 123 middot m masa kugle Trenje izmentildeu poda
i kugle zanemarimo
Rezultat ( )212 2
1 2 1 22 123
mQ v v v v
= sdot minus minus sdot minus
8
Vježba 268
Za sabijanje elastične opruge za 2 cm potrebno je djelovati silom od 60 N Koliku energiju je
potrebno uložiti za sabijanje iste opruge za 15 cm
Rezultat 3375 J
Zadatak 269 (Barbara gimnazija)
Automobil vozi po horizontalnom putu brzinom 60 kmh Vozač stisne kočnicu i automobil se
zaustavi na putu od 20 m Koliki put bi prešao do zaustavljanja da mu je brzina bila 120 kmh Sila
koja zaustavlja automobil jednaka je u oba slučaja
20 40 60 80A m B m C m D m
Rješenje 269
v1 = 60 kmh s1 = 20 m v2 = 120 kmh = 2 v1 F = konst s2 =
Drugi Newtonov poučak Ako na tijelo djeluje stalna sila u smjeru njegova gibanja tijelo ima
akceleraciju koja je proporcionalna sili a obrnuto proporcionalna masi tijela te ima isti smjer kao i
sila
F
a F m am
= rArr = sdot
Jednoliko ubrzano gibanje duž puta s jest gibanje za koje vrijedi izraz
22 v a s= sdot sdot
gdje je v brzina za tijelo pošto se pokrenulo iz mirovanja i gibalo jednoliko ubrzano akceleracijom a za
vrijeme t Za jednoliko usporeno gibanje vrijedi isti izraz
Budući da je sila koja zaustavlja automobil jednaka u oba slučaja i akceleracija je jednaka Iz sustava
jednadžbi dobije se traženi put s2
2po2
d2 2 22 ijel 21 1 2 2 2 2 2 22 2 22
imo
jednadžbe 22 1 1 12
1 1 12 2
v a s v a s v s v s
a s s sv v vv a s
a
a
= sdot sdot sdot sdot sdotrArr rArr = rArr = rArr = rArr
sdot sdot sdot= sdot sdot
sdot
sdot
2 2 2 222
2 2 2 2 2 2 2 12 1 2 12
1 1 1 1 1
1 11
1s
s v s v s v v vs s s s
s s v s v v vv
sdotrArr = rArr = rArr = rArr = sdot rArr = sdot rArrsdot
22 2
2 20 4 80 2 1
12 1
1s sv
vs s m m
sdotrArr = sdot rArr = sdot = sdot =
Odgovor je pod D
Vježba 269
Automobil vozi po horizontalnom putu brzinom 50 kmh Vozač stisne kočnicu i automobil se
zaustavi na putu od 20 m Koliki put bi prešao do zaustavljanja da mu je brzina bila 100 kmh Sila
koja zaustavlja automobil jednaka je u oba slučaja
20 40 60 80A m B m C m D m
Rezultat D
Zadatak 270 (Barbara gimnazija)
Da se automobil ubrza iz stanja mirovanja do brzine 10 ms treba uložiti rad W0 Zanemarite
li silu trenja i otpor zraka koliko je rada potrebno uložiti da se automobil ubrza od brzine 10 ms do
brzine 30 ms
8 4 3 20 0 0 0
A W B W C W D Wsdot sdot sdot sdot
Rješenje 270
v0 = 0 ms v1 = 10 ms W0 v2 = 30 ms W =
9
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Kad tijelo obavlja rad mijenja mu se energija Promjena energije tijela jednaka je utrošenom radu
Da bi se tijelu povećala kinetička energija mora okolica na njemu obaviti rad Ako se tijelu smanjuje
kinetička energija tijelo obavlja rad
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
bull Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast
nekog drugog oblika energije
Rad je jednak promjeni energije
Da se automobil ubrza iz stanja mirovanja do brzine v1 treba uložiti rad W0
1 1 1 1 12 2 2 2 20
0 1 0 0 1 0 12 2 2 2 2W m v m v W m v m W m v= sdot sdot minus sdot sdot rArr = sdot sdot minus sdot sdot rArr = sdot sdot
Da se automobil ubrza od brzine v1 do brzine v2 treba uložiti rad W
( )1 1 12 2 2 2
2 1 2 12 2 2W m v m v W m v v= sdot sdot minus sdot sdot rArr = sdot sdot minus
Iz sustava jednadžbi dobije se uloženi rad W
( )( ) ( )1
podijelimo 21jednadžbe
1 2 1 2 2 2 20 1 2 1 2 12 2
1 2 21 2 2 0 01 12 1 22 2
mW m v m v v v vW W
W WW mm v vm v v
= sdot sdot sdot sdot minus sdot minus
rArr rArr = rArr = rArr
sdot sdot sdot= sdot sdot minus
sdot
sdot
2 2 2 2 2 22 1 2 1 2 1
02 2 20 01 1 1
0
v vW
v v v vW WW W
W Wv v v
sdotminus minus minus
rArr = rArr = rArr = sdot rArr
2 2
30 10
8 0 02
10
m m
s sW W W W
m
s
minus
rArr = sdot rArr = sdot
Odgovor je pod A
Vježba 270
Da se automobil ubrza iz stanja mirovanja do brzine 10 ms treba uložiti rad W0 Zanemarite
li silu trenja i otpor zraka koliko je rada potrebno uložiti da se automobil ubrza od brzine 10 ms do
brzine 20 ms
8 4 3 20 0 0 0
A W B W C W D Wsdot sdot sdot sdot
Rezultat C
Zadatak 271 (Barbara gimnazija)
Da se automobil ubrza iz stanja mirovanja do brzine 10 ms treba uložiti rad W0 Zanemarite
li silu trenja i otpor zraka koliko je rada potrebno uložiti da se automobil zaustavi kada ima brzinu
30 ms
2 4 8 90 0 0 0
A W B W C W D Wsdot sdot sdot sdot
10
Rješenje 271
v0 = 0 ms v1 = 10 ms W0 v2 = 30 ms W =
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Kad tijelo obavlja rad mijenja mu se energija Promjena energije tijela jednaka je utrošenom radu
Da bi se tijelu povećala kinetička energija mora okolica na njemu obaviti rad Ako se tijelu smanjuje
kinetička energija tijelo obavlja rad
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
bull Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast
nekog drugog oblika energije
Rad je jednak promjeni energije
Da se automobil ubrza iz stanja mirovanja do brzine v1 treba uložiti rad W0
1 1 1 1 12 2 2 2 20
0 1 0 0 1 0 12 2 2 2 2W m v m v W m v m W m v= sdot sdot minus sdot sdot rArr = sdot sdot minus sdot sdot rArr = sdot sdot
Da se automobil zaustavi kada ima brzinu v2 treba uložiti rad W
1 1 1 1 12 2 2 2 20
2 0 2 22 2 2 2 2W m v m v W m v m W m v= sdot sdot minus sdot sdot rArr = sdot sdot minus sdot sdot rArr = sdot sdot
(gledamo samo iznos rada pa je predznak pozitivan)
Iz sustava jednadžbi dobije se uloženi rad W
1podijelimo 2
1jednadžbe
2
1 2 1 2 2 20 1 2 22 2 2
21 2 21 2 0 0 0 11 12 22
W m v m v v vW W W
W W W vm v vW m
m
mv
= sdot sdot sdot sdot sdot
rArr rArr = rArr = rArr = rArr
sdot sdot sdot= sdot sdot
sdot
sdot
22 2 2 30
2 2 2 9 0 0 0
0
0
1 0 1 1 10
mv v vW W sW W W W W W
mW v W vW
v
s
rArr = rArr = rArr = sdot rArr sdot rArr =sdot = sdot
Odgovor je pod D
Vježba 271
Da se automobil ubrza iz stanja mirovanja do brzine 10 ms treba uložiti rad W0 Zanemarite
li silu trenja i otpor zraka koliko je rada potrebno uložiti da se automobil zaustavi kada ima brzinu
20 ms
2 4 8 90 0 0 0
A W B W C W D Wsdot sdot sdot sdot
Rezultat B
Zadatak 272 (Ante srednja škola)
Automobil mase 800 kg ubrza iz stanja mirovanja do brzine 108 kmh za 10 s Kolika je
srednja snaga motora potrebna za ubrzavanje
Rješenje 272
m = 800 kg v0 = 0 ms v1 = 108 kmh = [108 36] = 30 ms t = 10 s P =
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
11
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Kad tijelo obavlja rad mijenja mu se energija Promjena energije tijela jednaka je utrošenom radu
Da bi se tijelu povećala kinetička energija mora okolica na njemu obaviti rad Ako se tijelu smanjuje
kinetička energija tijelo obavlja rad
Brzinu rada izražavamo snagom Snaga P jednaka je omjeru rada W i vremena t za koje je rad
obavljen tj
W
Pt
=
Računamo srednju snagu motora Rad je jednak promjeni energije pa vrijedi
( )1 1 12 2 2 21 0 1 02 2 2
W E m v m v m v vk EkP P PW
t t tPt
= ∆ sdot sdot minus sdot sdot sdot sdot minus∆rArr = rArr = rArr = =
=
2 21
800 30 02
36000 36 10
m mkg
s s
W kWs
sdot sdot minus
= = =
Vježba 272
Automobil mase 1600 kg ubrza iz stanja mirovanja do brzine 108 kmh za 20 s Kolika je
srednja snaga motora potrebna za ubrzavanje
Rezultat 36 kW
Zadatak 273 (Ante srednja škola)
Dizalica snage 1800 W podiže tijelo mase 200 kg na visinu 20 m Koliko dugo traje
podizanje (ubrzanje sile teže g = 10 ms2)
Rješenje 273
P = 1800 W m = 200 kg h = 20 m g = 10 ms2 t =
Potencijalna energija je energija mentildeudjelovanja tijela Ona ovisi o mentildeusobnom položaju tijela ili o
mentildeusobnom položaju dijelova tijela U polju sile teže tijelo mase m ima gravitacijsku potencijalnu
energiju
E m g hgp = sdot sdot
gdje je g akceleracija slobodnog pada a h vertikalna udaljenost tijela od mjesta gdje bi prema
dogovoru tijelo imalo energiju nula
Kad tijelo obavlja rad mijenja mu se energija Promjena energije tijela jednaka je utrošenom radu
Brzinu rada izražavamo snagom Snaga P jednaka je omjeru rada W i vremena t za koje je rad
obavljen tj
W
Pt
=
Računamo vrijeme podizanja tijela Rad je jednak promjeni energije pa vrijedi
W Egp E E E m g hgp gp gpP P t tW
t t P PPt
t
P
=sdot sdot
rArr = rArr = rArr = rArrsdot = ==
200 10 202
2222 1800
mkg m
s sW
sdot sdot
= =
12
Vježba 273
Dizalica snage 3600 W podiže tijelo mase 200 kg na visinu 40 m Koliko dugo traje
podizanje (ubrzanje sile teže g = 10 ms2)
Rezultat 2222 s
Zadatak 274 (Ante srednja škola)
Kolica mase 80 kg brzine 4 ms zaustave se sabijajući dugu oprugu za 40 cm Odredi
konstantu opruge
Rješenje 274
m = 80 kg v = 4 ms x = 40 cm = 04 m k =
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Titranje je periodično gibanje oko ravnotežnog položaja Periodično gibanje je gibanje koje se
ponavlja nakon odrentildeenog vremenskog intervala (perioda) Najjednostavnije titranje je harmoničko
titranje tj titranje koje uzrokuje harmonijska (elastična) sila Ona je razmjerna pomaku iz ravnotežnog
položaja
F k x= minus sdot
Pomaknemo li oprugu iz ravnotežnog položaja stiskanjem ili rastezanjem ona titra oko tog položaja
Svaki pomak od ravnotežnog položaja nazivamo elongacijom a najveći pomak od položaja ravnoteže
nazivamo amplitudom Elastična potencijalna energija opruge dana je formulom
1 2
2E k xep = sdot sdot
gdje je x pomak od ravnotežnog položaja k koeficijent elastičnosti opruge
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
bull Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast
nekog drugog oblika energije
Zbog zakona očuvanja energije kinetička energija kolica bit će jednaka elastičnoj potencijalnoj
energiji sabijene opruge
2
21 1 1
2
12 2 2 2
22 2 2 2
m vE E m v k x m v k x kep
xxk
sdotsdot
= rArr sdot sdot = sdot sdot rArr sdot sdot = sdot sdot rArr = =
2
80 43
8000 8 10 2
04
mkg
N Ns
m mm
s
sdot
= = = sdot
Vježba 274
Kolica mase 80 kg brzine 2 ms zaustave se sabijajući dugu oprugu za 20 cm Odredi
konstantu opruge
Rezultat 8 103 Nm
13
Zadatak 275 (Ivan srednja škola)
Kamen mase 40 grama bačen je vertikalno prema dolje s visine 60 m početnom brzinom 4 ms
i pao je brzinom 32 ms Koliki je obavljen rad (g = 981 ms2)
Rješenje 275 m = 40 g = 004 kg h = 60 m v1 = 4 ms v2 = 32 ms g = 981 ms
2 W =
Potencijalna energija je energija mentildeudjelovanja tijela Ona ovisi o mentildeusobnom položaju tijela ili o
mentildeusobnom položaju dijelova tijela U polju sile teže tijelo mase m ima gravitacijsku potencijalnu
energiju
E m g hgp = sdot sdot
gdje je g akceleracija slobodnog pada a h vertikalna udaljenost tijela od mjesta gdje bi prema
dogovoru tijelo imalo energiju nula
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
bull Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast
nekog drugog oblika energije
Zbog zakona očuvanja energije zbroj rada W koji obavi zaustavna sila (otpor zraka) i kinetičke
energije Ek2 koju kamen ima pri padu jednak je zbroju gravitacijske potencijalne Egp i kinetičke
energije Ek1 kamena u trenutku izbacivanja s visine h
1 12 22 12 1 2 2
W E E E W m v m g h m vgpk k+ = + rArr + sdot sdot = sdot sdot + sdot sdot rArr
1 1 1 12 2 2 21 2 1 22 2 2 2
W m g h m v m v W m g h v vrArr = sdot sdot + sdot sdot minus sdot sdot rArr = sdot sdot + sdot minus sdot =
2 21 1
004 981 60 4 32 3384 J2 2 2
m m mkg m
s ss
= sdot sdot + sdot minus sdot =
Vježba 275
Kamen mase 80 grama bačen je vertikalno prema dolje s visine 60 m početnom brzinom 4 ms
i pao je brzinom 32 ms Koliki je obavljen rad (g = 981 ms2)
Rezultat 6768 J
Zadatak 276 (Any gimnazija)
Na dva nepomična tijela masa m i 4 m počinje djelovati jednaka sila F na putu s Koliki je
omjer kinetičkih energija na kraju puta s
1 2 3 4A B C D
Rješenje 276
m1 = m m2 = 4 m F1 = F2 = F s 1
2
Ek
Ek
=
Tijelo obavlja rad W ako djeluje nekom silom F na putu s na drugo tijelo Ako sila djeluje u smjeru
gibanja tijela vrijedi
W F s= sdot
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
14
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Kad tijelo obavlja rad mijenja mu se energija Promjena energije tijela jednaka je utrošenom radu
Da bi se tijelu povećala kinetička energija mora okolica na njemu obaviti rad Ako se tijelu smanjuje
kinetička energija tijelo obavlja rad
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
bull Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast
nekog drugog oblika energije
Kinetička energija tijela jednaka je utrošenom radu sile F na putu s Zato vrijedi
bull
11
11
1 11
11
E Wk
E Wk
W F s E F sk
W F sF F
==
= sdot rArr rArr = sdot= sdot
=
bull
22
22
2 22
22
E Wk
E Wk
W F s E F sk
W F sF F
==
= sdot rArr rArr = sdot= sdot
=
Omjer kinetičkih energija na kraju puta s iznosi
1 1 1 1
2 2 2
E E Ek k kF s
E F s E Ek k
F s
F sk
sdot= rArr =
sdotrArr =
sdot sdot
Odgovor je pod A
Vježba 276
Na dva nepomična tijela masa m i 3 m počinje djelovati jednaka sila F na putu s Koliki je
omjer kinetičkih energija na kraju puta s
1 2 3 4A B C D
Rezultat A
Zadatak 277 (Any gimnazija)
Na dva nepomična tijela masa m i 4 m počinje djelovati jednaka sila F na putu s Koliki je
omjer brzina tijela na kraju puta s
11 1 1 1 1 2 4 2
2 2 2 2
v v v vA B C D
v v v v= = = =
Rješenje 277
m1 = m m2 = 4 m F1 = F2 = F s 1
2
v
v=
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Kad tijelo obavlja rad mijenja mu se energija Promjena energije tijela jednaka je utrošenom radu
Da bi se tijelu povećala kinetička energija mora okolica na njemu obaviti rad Ako se tijelu smanjuje
15
kinetička energija tijelo obavlja rad
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
bull Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast
nekog drugog oblika energije
Tijelo obavlja rad W ako djeluje nekom silom F na putu s na drugo tijelo Ako sila djeluje u smjeru
gibanja tijela vrijedi
W F s= sdot
Jednoliko ubrzano gibanje duž puta s jest gibanje za koje vrijedi izraz
22 v a s= sdot sdot
gdje su v brzina za tijelo pošto se pokrenulo iz mirovanja i gibalo jednoliko ubrzano akceleracijom a
za vrijeme t
Drugi Newtonov poučak Ako na tijelo djeluje stalna sila u smjeru njegova gibanja tijelo ima
akceleraciju koja je proporcionalna sili a obrnuto proporcionalna masi tijela te ima isti smjer kao i
sila
F
a F m am
= rArr = sdot
1inačica
Budući da na dva nepomična tijela masa m1 i m2 počinje djelovati jednaka sila F na putu s vrijedi
bull podijelimo
jedna
2 21 1 2 21 1
22 džbe22 11
F ma
a
a F m a v va s s
F m a F mv a sv a s
= sdot = sdot sdot sdot sdot sdotrArr rArr rArr = rArr = rArr
sdot sdot= sdot sdot= sdot sdot
2 22 2 2
2 22 21 1
1 1 1
v vs s F s F s F sv v v
F m F m m m mF
sdot sdot sdot sdot sdot sdot sdot sdotrArr = rArr = rArr = rArr = rArr =sdot
bull podijelimo 2
jednadžbe
2 242 2 22 222 422 22
4
Fa
a
m a F m a v va s s
F m a F mv a sv a s
= sdot = sdot sdot sdot sdot sdot sdotrArr rArr rArr = rArr = rArr
sdot sdot sdot sdot= sdot sdot= sdot sdot
2 22 22 2
2 2 22 2 2 2 2
v vs s F s F s F sv v v
F m F m m m mF
sdot sdot sdotrArr = rArr = rArr = rArr = rArr =
sdot sdot sdot sdot sdotsdot
Omjer brzina tijela na kraju puta s je
2 2 2 2
1 1 1 1 1 1 14 21
2 2 2 2 2 22 2 22
F s F sv v v v v vm m
F sv v v v v vF s
mm
F s
m
F s
m
sdot
sdot
sdot sdot sdot sdot sdot
= rArr = rArr = rArr = rArr = rArr =sdotsdot
sdot sdotsdot
Odgovor je pod B
2inačica
Kinetička energija tijela jednaka je utrošenom radu sile F na putu s Zato vrijedi
1 12 21 1 1 podij1 11 2 2
1 12 22
elimo
jedna42 2 2 2 22
žbe
2
d
E W m v F s m v F sk
E Wk m v F s m v F s
= sdot sdot = sdot sdot sdot = sdot
rArr rArr rArr rArr=
sdot sdot = sdot sdot sdot sdot = sdot
16
1
2 41
2
1 2 2 2 21 12 1 11 1
2 21 2 2 4 44 4 2 22 22
mm v v v vF s
F s v v
F s
Fmm v v
s
sdot sdot sdotsdot
rArr = rArr = rArr = rArr = rArrsdot sdot sdotsdot sdot sdot sdot sdot
sdotsdot
sdotsdot
sdot
2 221 1 1 1 14 4 4 4 22
2 2 2 22
v v v v v
v v v vv
rArr = rArr = rArr = rArr = rArr =
Odgovor je pod B
Vježba 277
Na dva nepomična tijela masa m i 9 m počinje djelovati jednaka sila F na putu s Koliki je
omjer kinetičkih energija na kraju puta s
11 1 1 1 6 3 9 3
2 2 2 2
v v v vA B C D
v v v v= = = =
Rezultat B
Zadatak 278 (Marija gimnazija)
Tijelo mase 3 kg guramo jednoliko duž kosine koja je dugačka 4 m a visoka 2 m Trenje
zanemarujemo Koliki se rad obavi nad tijelom ako ga guramo od dna do vrha kosine (g = 10 ms2)
Rješenje 278
m = 3 kg v = konst s = 4 m h = 2 m g = 10 ms2 W =
Potencijalna energija je energija mentildeudjelovanja tijela Ona ovisi o mentildeusobnom položaju tijela ili o
mentildeusobnom položaju dijelova tijela U polju sile teže tijelo mase m ima gravitacijsku potencijalnu
energiju
E m g hgp = sdot sdot
gdje je g akceleracija slobodnog pada a h vertikalna udaljenost tijela od mjesta gdje bi prema
dogovoru tijelo imalo energiju nula
Tijelo obavlja rad W ako djeluje nekom silom F na putu s na drugo tijelo Ako sila djeluje u smjeru
gibanja tijela vrijedi
W F s= sdot
Kad tijelo obavlja rad mijenja mu se energija Promjena energije tijela jednaka je utrošenom radu
Silu kojom Zemlja privlači sva tijela nazivamo silom težom Pod djelovanjem sile teže sva tijela
padaju na Zemlju ili pritišću na njezinu površinu
Akceleracija kojom tijela padaju na Zemlju naziva se akceleracijom slobodnog pada Prema drugom
Newtonovom poučku
G m g= sdot
gdje je G sila teža m masa tijela i g akceleracija slobodnog pada koja je za sva tijela na istome mjestu
na Zemlji jednaka
Prvi Newtonov poučak
Ako na tijelo ne djeluje nikakva sila ili je rezultanta svih sila jednaka nuli tijelo miruje ili se giba
jednoliko po pravcu Zato kažemo da je tijelo tromo
Sinus šiljastog kuta pravokutnog trokuta jednak je omjeru duljine katete nasuprot toga kuta i duljine
hipotenuze
Sličnost trokuta
b1
c1
a1
c
b a
C1
A B
C
A1 B1
17
Kažemo da su dva trokuta slična ako postoji pridruživanje vrhova jednog vrhovima drugog tako da su
odgovarajući kutovi jednaki a odgovarajuće stranice proporcionalne
1 1 11 1
1
a b ck
a b cα α β β γ γ= = = = = =
Omjer stranica sličnih trokuta k zovemo koeficijent sličnosti Kraće
Dva su trokuta slična ako su im kutovi sukladni a odgovarajuće stranice proporcionalne (razmjerne)
Kutovi s okomitim kracima
αααα = ββββββββ
αααα
1inačica
Kada tijelo mase m guramo jednoliko duž kosine čija je visina h njegova gravitacijska potencijalna
energija poraste za
E m g hgp∆ = sdot sdot
Promjena energije jednaka je obavljenom radu nad tijelom
3 10 2 60 2
E m g hgp mW m g h kg m J
W Egp s
∆ = sdot sdotrArr = sdot sdot = sdot sdot =
= ∆
2inačica
F2
G
F1
s
h
αααα
αααα
αααα
Silu težu (težinu tijela) G rastavimo na dvije komponente
bull komponentu F1 u smjeru kosine koja tijelo ubrzava niz kosinu
bull komponentu F2 okomitu na kosinu koja pritišće kosinu
Uočimo pravokutne trokute
bull pravokutan trokut čija je kateta F2 i hipotenuza G (žuta boja)
bull pravokutan trokut čija je kateta h i hipotenuza s (plava boja)
αααα
αααα
αααα
h
s
F1
G
F2F2
G
F1
s
h
αααα
αααα
αααα
18
Trokuti su slični jer imaju jednake kutove Zato vrijedi
1sin1 1
1 1
sin
F
F Fh h h hGF G F m g
G s G s s sh
s
G
α
α
=
rArr = rArr = rArr = sdot rArr = sdot sdot
=
sdot
Tijelo se giba jednoliko duž kosine pa sila F kojom guramo tijelo mora biti po iznosu jednaka sili F1
ali suprotnog smjera
αααα
αααα
αααα
h
s
F1
F
G
F2
1
1
F Fh
F m ghsF m g
s
=
rArr = sdot sdot= sdot sdot
Obavljeni rad W nad tijelom koje prevali put s ako se gura od dna do vrha kosine iznosi
23 10 4 60
2 4
h m mW F s W m g s W kg m J
s ms
= sdot rArr = sdot sdot sdot = = sdot sdot sdot =
Vježba 278
Tijelo mase 4 kg guramo jednoliko duž kosine koja je dugačka 4 m a visoka 2 m Trenje
zanemarujemo Koliki se rad obavi nad tijelom ako ga se gura od dna do vrha kosine (g = 10 ms2)
Rezultat 80 J
Zadatak 279 (Matea srednja škola)
Vagon mase 20 t giba se jednoliko po vodoravnoj pruzi brzinom 1 ms te nalijeće na mirni
vagon mase 30 t Koliko se kinetičke energije pretvori u druge oblike energije ako se vagoni nakon
sudara gibaju zajedno
Rješenje 279
m1 = 20 t = 2 104 kg v1 = 1 ms m2 = 30 t = 3 10
4 kg v2 = 0 ms
v1 = v2 = v = Ek =
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast nekog
drugog oblika energije
19
Količinu gibanja definiramo kao umnožak mase tijela i njegove brzine Količina gibanja je vektorska
veličina
kad računamo izno sp m v p m vrarr rarr
= sdot = sdot
Zakon o sačuvanju količine gibanja
Zbroj količina gibanja dva tijela prije njihova mentildeusobnog djelovanja jednak je zbroju njihovih
količina gibanja nakon mentildeusobnog djelovanja To vrijedi i za više od dva tijela
Zakon održanja količina gibanja dvaju tijela masa m1 i m2 kojima su početne brzine bile v1 i v2 a
brzine nakon njihova mentildeusobnog djelovanja v1 i v2 glasi
1 1 2 2 1 1 2
2
m v m v m v m vsdot + sdot = sdot + sdot
Zbroj količina gibanja obaju tijela prije njihova mentildeusobnog djelovanja jednak je zbroju njihovih
količina gibanja nakon mentildeusobnog djelovanja
Uporabom zakona o očuvanju količine gibanja odredimo brzinu v kojom se vagoni zajedno gibaju
nakon sudara
01 1 2 2 1 1 2 2 1 1 2 1 2
m v m v m v m v m v m m v m vsdot + sdot = sdot + sdot rArr sdot + sdot = sdot + sdot rArr
( ) ( ) 1 11 1 1 2 1 1 1 2
1
2 1 2
1
m vm v m m v m v m m v v
m mm m
sdotrArr sdot = + sdot rArr sdot = + sdot rArr =
+sdot
+=
42 10 1
04 4 4
2 10 3 10
mkg
ms
skg kg
sdot sdot= =
sdot + sdot
Računamo kinetičke energije
bull prije sudara prvog vagona mase m1 i brzine v1
1 21 11 2
E m vk
= sdot sdot
bull prije sudara drugog vagona mase m2 koji miruje
02
Ek
=
bull nakon sudara vagona koji se zajedno gibaju brzinom v
( )1 2
1 22E m m v
kz= sdot + sdot
Razlika kinetičke energije prije i poslije sudara pretvori se u druge oblike energije
( )1 12 21 1 1 21 2 2
E E E E m v m m vk k kz k
∆ = minus rArr ∆ = sdot sdot minus sdot + sdot =
( )2 2
1 14 4 4 32 10 1 2 10 3 10 04 6000 6 10 6
2 2
m mkg kg kg J J kJ
s s
= sdot sdot sdot minus sdot sdot + sdot sdot = = sdot =
vv1
m2m1m2m1
Vježba 279
Vagon mase 20 t giba se jednoliko po vodoravnoj pruzi brzinom 36 kmh te nalijeće na mirni
vagon mase 30 t Koliko se kinetičke energije pretvori u druge oblike energije ako se vagoni nakon
sudara gibaju zajedno
Rezultat 6 kJ
20
Zadatak 280 (Saša tehnička škola)
Tane mase m doleti horizontalno do drvene kugle koja je na podu Tane proleti središtem
kugle Treba odrediti kolika je energija prešla u toplinu ako je v1 brzina taneta prije nego što je
pogodilo kuglu v2 brzina taneta nakon prolaza kroz kuglu a mk masa kugle Trenje izmentildeu poda i
kugle zanemarimo
Rješenje 280
m1 = m v2 = 0 ms kugla miruje v1 = v1 v1 = v2 m2 = mk v2 =
Q =
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast nekog
drugog oblika energije
Količinu gibanja definiramo kao umnožak mase tijela i njegove brzine Količina gibanja je vektorska
veličina
kad računamo izno sp m v p m vrarr rarr
= sdot = sdot
Zakon o sačuvanju količine gibanja
Zbroj količina gibanja dva tijela prije njihova mentildeusobnog djelovanja jednak je zbroju njihovih
količina gibanja nakon mentildeusobnog djelovanja To vrijedi i za više od dva tijela
Zakon održanja količina gibanja dvaju tijela masa m1 i m2 kojima su početne brzine bile v1 i v2 a
brzine nakon njihova mentildeusobnog djelovanja v1 i v2 glasi
1 1 2 2 1 1 2
2
m v m v m v m vsdot + sdot = sdot + sdot
Zbroj količina gibanja obaju tijela prije njihova mentildeusobnog djelovanja jednak je zbroju njihovih
količina gibanja nakon mentildeusobnog djelovanja
Uporabom zakona o očuvanju količine gibanja odredimo brzinu v2 kugle nakon što kroz nju proleti
tane
01 1 2 2 1 1 2 2 1 2 2
m v m v m v m v m v m m v m vk k
sdot + sdot = sdot + sdot rArr sdot + sdot = sdot + sdot rArr
01 2 2 1 2 2 2 2 1
m v m v m v m v m v m v m v m v m vk k k
rArr sdot + = sdot + sdot rArr sdot = sdot + sdot rArr sdot + sdot = sdot rArr
( ) ( ) 2 1 2 2
1
1 2 2 1 2m v m v m v m v m v v m v m v v
k k mk
krArr sdot = sdot minus sdot rArr sdot = sdot = sdot minus sdotminus rArr sdot rArr
( ) 2 1 2
mv v v
mk
rArr = sdot minus
Računamo kinetičku energiju
bull taneta mase m koje se giba brzinom v1 prije nego što prontildee kroz kuglu
1 211 2
E m vk
= sdot sdot
bull kugle mase mk koja miruje
10 0
2 22E m E
k k k= sdot sdot rArr =
bull taneta mase m koje se giba brzinom v2 nakon što je prošlo središtem kugle
21
1 223 2
E m vk
= sdot sdot
bull kugle mase mk koja se giba brzinom v2 nakon što je kroz nju prošlo tane
( ) ( ) ( )2
22 21 1 12 1 2 1 24 4 4 22 2 2
m mE m v E m v v E m v v
k k k k k km mk k
= sdot sdot rArr = sdot sdot sdot minus rArr = sdot sdot sdot minus rArr
( ) ( )2 22 21 1
1 2 1 24 42 22
m mE v v E v v
k kk mm kk
mrArr = sdot sdot sdot minus rArr = sdot sdot minus
Zbroj kinetičkih energija prije prolaza taneta kroz drvenu kuglu iznosi
1 12 20
1 1 1 1 11 2 2 2E E E E m v E m v
k k= + rArr = sdot sdot + rArr = sdot sdot
Zbroj kinetičkih energija nakon prolaza taneta kroz drvenu kuglu je
( )2 21 12
2 2 2 1 23 4 2 2
mE E E E m v v v
k k mk
= + rArr = sdot sdot + sdot sdot minus
Energija koja je prešla u toplinsku jednaka je razlici kinetičke energije prije i poslije prolaza taneta
kroz kuglu
( )2 21 1 12 2
1 2 1 2 1 22 2 2
mQ E Q E E Q m v m v v v
k mk
= ∆ rArr = minus rArr = sdot sdot minus sdot sdot + sdot sdot minus rArr
( ) ( )2 2 21 1 12 2 2 2
1 2 1 2 1 2 1 22 2 2 2
m m mQ m v m v v v Q v v v v
m mk k
rArr = sdot sdot minus sdot sdot minus sdot sdot minus rArr = sdot minus minus sdot minus
v2
v2v1
Vježba 280
Tane mase m doleti horizontalno do drvene kugle koja je na podu Tane proleti središtem
kugle Treba odrediti kolika je energija prešla u toplinu ako je v1 brzina taneta prije nego što je
pogodilo kuglu v2 brzina taneta nakon prolaza kroz kuglu a 123 middot m masa kugle Trenje izmentildeu poda
i kugle zanemarimo
Rezultat ( )212 2
1 2 1 22 123
mQ v v v v
= sdot minus minus sdot minus
9
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Kad tijelo obavlja rad mijenja mu se energija Promjena energije tijela jednaka je utrošenom radu
Da bi se tijelu povećala kinetička energija mora okolica na njemu obaviti rad Ako se tijelu smanjuje
kinetička energija tijelo obavlja rad
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
bull Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast
nekog drugog oblika energije
Rad je jednak promjeni energije
Da se automobil ubrza iz stanja mirovanja do brzine v1 treba uložiti rad W0
1 1 1 1 12 2 2 2 20
0 1 0 0 1 0 12 2 2 2 2W m v m v W m v m W m v= sdot sdot minus sdot sdot rArr = sdot sdot minus sdot sdot rArr = sdot sdot
Da se automobil ubrza od brzine v1 do brzine v2 treba uložiti rad W
( )1 1 12 2 2 2
2 1 2 12 2 2W m v m v W m v v= sdot sdot minus sdot sdot rArr = sdot sdot minus
Iz sustava jednadžbi dobije se uloženi rad W
( )( ) ( )1
podijelimo 21jednadžbe
1 2 1 2 2 2 20 1 2 1 2 12 2
1 2 21 2 2 0 01 12 1 22 2
mW m v m v v v vW W
W WW mm v vm v v
= sdot sdot sdot sdot minus sdot minus
rArr rArr = rArr = rArr
sdot sdot sdot= sdot sdot minus
sdot
sdot
2 2 2 2 2 22 1 2 1 2 1
02 2 20 01 1 1
0
v vW
v v v vW WW W
W Wv v v
sdotminus minus minus
rArr = rArr = rArr = sdot rArr
2 2
30 10
8 0 02
10
m m
s sW W W W
m
s
minus
rArr = sdot rArr = sdot
Odgovor je pod A
Vježba 270
Da se automobil ubrza iz stanja mirovanja do brzine 10 ms treba uložiti rad W0 Zanemarite
li silu trenja i otpor zraka koliko je rada potrebno uložiti da se automobil ubrza od brzine 10 ms do
brzine 20 ms
8 4 3 20 0 0 0
A W B W C W D Wsdot sdot sdot sdot
Rezultat C
Zadatak 271 (Barbara gimnazija)
Da se automobil ubrza iz stanja mirovanja do brzine 10 ms treba uložiti rad W0 Zanemarite
li silu trenja i otpor zraka koliko je rada potrebno uložiti da se automobil zaustavi kada ima brzinu
30 ms
2 4 8 90 0 0 0
A W B W C W D Wsdot sdot sdot sdot
10
Rješenje 271
v0 = 0 ms v1 = 10 ms W0 v2 = 30 ms W =
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Kad tijelo obavlja rad mijenja mu se energija Promjena energije tijela jednaka je utrošenom radu
Da bi se tijelu povećala kinetička energija mora okolica na njemu obaviti rad Ako se tijelu smanjuje
kinetička energija tijelo obavlja rad
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
bull Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast
nekog drugog oblika energije
Rad je jednak promjeni energije
Da se automobil ubrza iz stanja mirovanja do brzine v1 treba uložiti rad W0
1 1 1 1 12 2 2 2 20
0 1 0 0 1 0 12 2 2 2 2W m v m v W m v m W m v= sdot sdot minus sdot sdot rArr = sdot sdot minus sdot sdot rArr = sdot sdot
Da se automobil zaustavi kada ima brzinu v2 treba uložiti rad W
1 1 1 1 12 2 2 2 20
2 0 2 22 2 2 2 2W m v m v W m v m W m v= sdot sdot minus sdot sdot rArr = sdot sdot minus sdot sdot rArr = sdot sdot
(gledamo samo iznos rada pa je predznak pozitivan)
Iz sustava jednadžbi dobije se uloženi rad W
1podijelimo 2
1jednadžbe
2
1 2 1 2 2 20 1 2 22 2 2
21 2 21 2 0 0 0 11 12 22
W m v m v v vW W W
W W W vm v vW m
m
mv
= sdot sdot sdot sdot sdot
rArr rArr = rArr = rArr = rArr
sdot sdot sdot= sdot sdot
sdot
sdot
22 2 2 30
2 2 2 9 0 0 0
0
0
1 0 1 1 10
mv v vW W sW W W W W W
mW v W vW
v
s
rArr = rArr = rArr = sdot rArr sdot rArr =sdot = sdot
Odgovor je pod D
Vježba 271
Da se automobil ubrza iz stanja mirovanja do brzine 10 ms treba uložiti rad W0 Zanemarite
li silu trenja i otpor zraka koliko je rada potrebno uložiti da se automobil zaustavi kada ima brzinu
20 ms
2 4 8 90 0 0 0
A W B W C W D Wsdot sdot sdot sdot
Rezultat B
Zadatak 272 (Ante srednja škola)
Automobil mase 800 kg ubrza iz stanja mirovanja do brzine 108 kmh za 10 s Kolika je
srednja snaga motora potrebna za ubrzavanje
Rješenje 272
m = 800 kg v0 = 0 ms v1 = 108 kmh = [108 36] = 30 ms t = 10 s P =
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
11
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Kad tijelo obavlja rad mijenja mu se energija Promjena energije tijela jednaka je utrošenom radu
Da bi se tijelu povećala kinetička energija mora okolica na njemu obaviti rad Ako se tijelu smanjuje
kinetička energija tijelo obavlja rad
Brzinu rada izražavamo snagom Snaga P jednaka je omjeru rada W i vremena t za koje je rad
obavljen tj
W
Pt
=
Računamo srednju snagu motora Rad je jednak promjeni energije pa vrijedi
( )1 1 12 2 2 21 0 1 02 2 2
W E m v m v m v vk EkP P PW
t t tPt
= ∆ sdot sdot minus sdot sdot sdot sdot minus∆rArr = rArr = rArr = =
=
2 21
800 30 02
36000 36 10
m mkg
s s
W kWs
sdot sdot minus
= = =
Vježba 272
Automobil mase 1600 kg ubrza iz stanja mirovanja do brzine 108 kmh za 20 s Kolika je
srednja snaga motora potrebna za ubrzavanje
Rezultat 36 kW
Zadatak 273 (Ante srednja škola)
Dizalica snage 1800 W podiže tijelo mase 200 kg na visinu 20 m Koliko dugo traje
podizanje (ubrzanje sile teže g = 10 ms2)
Rješenje 273
P = 1800 W m = 200 kg h = 20 m g = 10 ms2 t =
Potencijalna energija je energija mentildeudjelovanja tijela Ona ovisi o mentildeusobnom položaju tijela ili o
mentildeusobnom položaju dijelova tijela U polju sile teže tijelo mase m ima gravitacijsku potencijalnu
energiju
E m g hgp = sdot sdot
gdje je g akceleracija slobodnog pada a h vertikalna udaljenost tijela od mjesta gdje bi prema
dogovoru tijelo imalo energiju nula
Kad tijelo obavlja rad mijenja mu se energija Promjena energije tijela jednaka je utrošenom radu
Brzinu rada izražavamo snagom Snaga P jednaka je omjeru rada W i vremena t za koje je rad
obavljen tj
W
Pt
=
Računamo vrijeme podizanja tijela Rad je jednak promjeni energije pa vrijedi
W Egp E E E m g hgp gp gpP P t tW
t t P PPt
t
P
=sdot sdot
rArr = rArr = rArr = rArrsdot = ==
200 10 202
2222 1800
mkg m
s sW
sdot sdot
= =
12
Vježba 273
Dizalica snage 3600 W podiže tijelo mase 200 kg na visinu 40 m Koliko dugo traje
podizanje (ubrzanje sile teže g = 10 ms2)
Rezultat 2222 s
Zadatak 274 (Ante srednja škola)
Kolica mase 80 kg brzine 4 ms zaustave se sabijajući dugu oprugu za 40 cm Odredi
konstantu opruge
Rješenje 274
m = 80 kg v = 4 ms x = 40 cm = 04 m k =
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Titranje je periodično gibanje oko ravnotežnog položaja Periodično gibanje je gibanje koje se
ponavlja nakon odrentildeenog vremenskog intervala (perioda) Najjednostavnije titranje je harmoničko
titranje tj titranje koje uzrokuje harmonijska (elastična) sila Ona je razmjerna pomaku iz ravnotežnog
položaja
F k x= minus sdot
Pomaknemo li oprugu iz ravnotežnog položaja stiskanjem ili rastezanjem ona titra oko tog položaja
Svaki pomak od ravnotežnog položaja nazivamo elongacijom a najveći pomak od položaja ravnoteže
nazivamo amplitudom Elastična potencijalna energija opruge dana je formulom
1 2
2E k xep = sdot sdot
gdje je x pomak od ravnotežnog položaja k koeficijent elastičnosti opruge
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
bull Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast
nekog drugog oblika energije
Zbog zakona očuvanja energije kinetička energija kolica bit će jednaka elastičnoj potencijalnoj
energiji sabijene opruge
2
21 1 1
2
12 2 2 2
22 2 2 2
m vE E m v k x m v k x kep
xxk
sdotsdot
= rArr sdot sdot = sdot sdot rArr sdot sdot = sdot sdot rArr = =
2
80 43
8000 8 10 2
04
mkg
N Ns
m mm
s
sdot
= = = sdot
Vježba 274
Kolica mase 80 kg brzine 2 ms zaustave se sabijajući dugu oprugu za 20 cm Odredi
konstantu opruge
Rezultat 8 103 Nm
13
Zadatak 275 (Ivan srednja škola)
Kamen mase 40 grama bačen je vertikalno prema dolje s visine 60 m početnom brzinom 4 ms
i pao je brzinom 32 ms Koliki je obavljen rad (g = 981 ms2)
Rješenje 275 m = 40 g = 004 kg h = 60 m v1 = 4 ms v2 = 32 ms g = 981 ms
2 W =
Potencijalna energija je energija mentildeudjelovanja tijela Ona ovisi o mentildeusobnom položaju tijela ili o
mentildeusobnom položaju dijelova tijela U polju sile teže tijelo mase m ima gravitacijsku potencijalnu
energiju
E m g hgp = sdot sdot
gdje je g akceleracija slobodnog pada a h vertikalna udaljenost tijela od mjesta gdje bi prema
dogovoru tijelo imalo energiju nula
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
bull Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast
nekog drugog oblika energije
Zbog zakona očuvanja energije zbroj rada W koji obavi zaustavna sila (otpor zraka) i kinetičke
energije Ek2 koju kamen ima pri padu jednak je zbroju gravitacijske potencijalne Egp i kinetičke
energije Ek1 kamena u trenutku izbacivanja s visine h
1 12 22 12 1 2 2
W E E E W m v m g h m vgpk k+ = + rArr + sdot sdot = sdot sdot + sdot sdot rArr
1 1 1 12 2 2 21 2 1 22 2 2 2
W m g h m v m v W m g h v vrArr = sdot sdot + sdot sdot minus sdot sdot rArr = sdot sdot + sdot minus sdot =
2 21 1
004 981 60 4 32 3384 J2 2 2
m m mkg m
s ss
= sdot sdot + sdot minus sdot =
Vježba 275
Kamen mase 80 grama bačen je vertikalno prema dolje s visine 60 m početnom brzinom 4 ms
i pao je brzinom 32 ms Koliki je obavljen rad (g = 981 ms2)
Rezultat 6768 J
Zadatak 276 (Any gimnazija)
Na dva nepomična tijela masa m i 4 m počinje djelovati jednaka sila F na putu s Koliki je
omjer kinetičkih energija na kraju puta s
1 2 3 4A B C D
Rješenje 276
m1 = m m2 = 4 m F1 = F2 = F s 1
2
Ek
Ek
=
Tijelo obavlja rad W ako djeluje nekom silom F na putu s na drugo tijelo Ako sila djeluje u smjeru
gibanja tijela vrijedi
W F s= sdot
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
14
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Kad tijelo obavlja rad mijenja mu se energija Promjena energije tijela jednaka je utrošenom radu
Da bi se tijelu povećala kinetička energija mora okolica na njemu obaviti rad Ako se tijelu smanjuje
kinetička energija tijelo obavlja rad
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
bull Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast
nekog drugog oblika energije
Kinetička energija tijela jednaka je utrošenom radu sile F na putu s Zato vrijedi
bull
11
11
1 11
11
E Wk
E Wk
W F s E F sk
W F sF F
==
= sdot rArr rArr = sdot= sdot
=
bull
22
22
2 22
22
E Wk
E Wk
W F s E F sk
W F sF F
==
= sdot rArr rArr = sdot= sdot
=
Omjer kinetičkih energija na kraju puta s iznosi
1 1 1 1
2 2 2
E E Ek k kF s
E F s E Ek k
F s
F sk
sdot= rArr =
sdotrArr =
sdot sdot
Odgovor je pod A
Vježba 276
Na dva nepomična tijela masa m i 3 m počinje djelovati jednaka sila F na putu s Koliki je
omjer kinetičkih energija na kraju puta s
1 2 3 4A B C D
Rezultat A
Zadatak 277 (Any gimnazija)
Na dva nepomična tijela masa m i 4 m počinje djelovati jednaka sila F na putu s Koliki je
omjer brzina tijela na kraju puta s
11 1 1 1 1 2 4 2
2 2 2 2
v v v vA B C D
v v v v= = = =
Rješenje 277
m1 = m m2 = 4 m F1 = F2 = F s 1
2
v
v=
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Kad tijelo obavlja rad mijenja mu se energija Promjena energije tijela jednaka je utrošenom radu
Da bi se tijelu povećala kinetička energija mora okolica na njemu obaviti rad Ako se tijelu smanjuje
15
kinetička energija tijelo obavlja rad
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
bull Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast
nekog drugog oblika energije
Tijelo obavlja rad W ako djeluje nekom silom F na putu s na drugo tijelo Ako sila djeluje u smjeru
gibanja tijela vrijedi
W F s= sdot
Jednoliko ubrzano gibanje duž puta s jest gibanje za koje vrijedi izraz
22 v a s= sdot sdot
gdje su v brzina za tijelo pošto se pokrenulo iz mirovanja i gibalo jednoliko ubrzano akceleracijom a
za vrijeme t
Drugi Newtonov poučak Ako na tijelo djeluje stalna sila u smjeru njegova gibanja tijelo ima
akceleraciju koja je proporcionalna sili a obrnuto proporcionalna masi tijela te ima isti smjer kao i
sila
F
a F m am
= rArr = sdot
1inačica
Budući da na dva nepomična tijela masa m1 i m2 počinje djelovati jednaka sila F na putu s vrijedi
bull podijelimo
jedna
2 21 1 2 21 1
22 džbe22 11
F ma
a
a F m a v va s s
F m a F mv a sv a s
= sdot = sdot sdot sdot sdot sdotrArr rArr rArr = rArr = rArr
sdot sdot= sdot sdot= sdot sdot
2 22 2 2
2 22 21 1
1 1 1
v vs s F s F s F sv v v
F m F m m m mF
sdot sdot sdot sdot sdot sdot sdot sdotrArr = rArr = rArr = rArr = rArr =sdot
bull podijelimo 2
jednadžbe
2 242 2 22 222 422 22
4
Fa
a
m a F m a v va s s
F m a F mv a sv a s
= sdot = sdot sdot sdot sdot sdot sdotrArr rArr rArr = rArr = rArr
sdot sdot sdot sdot= sdot sdot= sdot sdot
2 22 22 2
2 2 22 2 2 2 2
v vs s F s F s F sv v v
F m F m m m mF
sdot sdot sdotrArr = rArr = rArr = rArr = rArr =
sdot sdot sdot sdot sdotsdot
Omjer brzina tijela na kraju puta s je
2 2 2 2
1 1 1 1 1 1 14 21
2 2 2 2 2 22 2 22
F s F sv v v v v vm m
F sv v v v v vF s
mm
F s
m
F s
m
sdot
sdot
sdot sdot sdot sdot sdot
= rArr = rArr = rArr = rArr = rArr =sdotsdot
sdot sdotsdot
Odgovor je pod B
2inačica
Kinetička energija tijela jednaka je utrošenom radu sile F na putu s Zato vrijedi
1 12 21 1 1 podij1 11 2 2
1 12 22
elimo
jedna42 2 2 2 22
žbe
2
d
E W m v F s m v F sk
E Wk m v F s m v F s
= sdot sdot = sdot sdot sdot = sdot
rArr rArr rArr rArr=
sdot sdot = sdot sdot sdot sdot = sdot
16
1
2 41
2
1 2 2 2 21 12 1 11 1
2 21 2 2 4 44 4 2 22 22
mm v v v vF s
F s v v
F s
Fmm v v
s
sdot sdot sdotsdot
rArr = rArr = rArr = rArr = rArrsdot sdot sdotsdot sdot sdot sdot sdot
sdotsdot
sdotsdot
sdot
2 221 1 1 1 14 4 4 4 22
2 2 2 22
v v v v v
v v v vv
rArr = rArr = rArr = rArr = rArr =
Odgovor je pod B
Vježba 277
Na dva nepomična tijela masa m i 9 m počinje djelovati jednaka sila F na putu s Koliki je
omjer kinetičkih energija na kraju puta s
11 1 1 1 6 3 9 3
2 2 2 2
v v v vA B C D
v v v v= = = =
Rezultat B
Zadatak 278 (Marija gimnazija)
Tijelo mase 3 kg guramo jednoliko duž kosine koja je dugačka 4 m a visoka 2 m Trenje
zanemarujemo Koliki se rad obavi nad tijelom ako ga guramo od dna do vrha kosine (g = 10 ms2)
Rješenje 278
m = 3 kg v = konst s = 4 m h = 2 m g = 10 ms2 W =
Potencijalna energija je energija mentildeudjelovanja tijela Ona ovisi o mentildeusobnom položaju tijela ili o
mentildeusobnom položaju dijelova tijela U polju sile teže tijelo mase m ima gravitacijsku potencijalnu
energiju
E m g hgp = sdot sdot
gdje je g akceleracija slobodnog pada a h vertikalna udaljenost tijela od mjesta gdje bi prema
dogovoru tijelo imalo energiju nula
Tijelo obavlja rad W ako djeluje nekom silom F na putu s na drugo tijelo Ako sila djeluje u smjeru
gibanja tijela vrijedi
W F s= sdot
Kad tijelo obavlja rad mijenja mu se energija Promjena energije tijela jednaka je utrošenom radu
Silu kojom Zemlja privlači sva tijela nazivamo silom težom Pod djelovanjem sile teže sva tijela
padaju na Zemlju ili pritišću na njezinu površinu
Akceleracija kojom tijela padaju na Zemlju naziva se akceleracijom slobodnog pada Prema drugom
Newtonovom poučku
G m g= sdot
gdje je G sila teža m masa tijela i g akceleracija slobodnog pada koja je za sva tijela na istome mjestu
na Zemlji jednaka
Prvi Newtonov poučak
Ako na tijelo ne djeluje nikakva sila ili je rezultanta svih sila jednaka nuli tijelo miruje ili se giba
jednoliko po pravcu Zato kažemo da je tijelo tromo
Sinus šiljastog kuta pravokutnog trokuta jednak je omjeru duljine katete nasuprot toga kuta i duljine
hipotenuze
Sličnost trokuta
b1
c1
a1
c
b a
C1
A B
C
A1 B1
17
Kažemo da su dva trokuta slična ako postoji pridruživanje vrhova jednog vrhovima drugog tako da su
odgovarajući kutovi jednaki a odgovarajuće stranice proporcionalne
1 1 11 1
1
a b ck
a b cα α β β γ γ= = = = = =
Omjer stranica sličnih trokuta k zovemo koeficijent sličnosti Kraće
Dva su trokuta slična ako su im kutovi sukladni a odgovarajuće stranice proporcionalne (razmjerne)
Kutovi s okomitim kracima
αααα = ββββββββ
αααα
1inačica
Kada tijelo mase m guramo jednoliko duž kosine čija je visina h njegova gravitacijska potencijalna
energija poraste za
E m g hgp∆ = sdot sdot
Promjena energije jednaka je obavljenom radu nad tijelom
3 10 2 60 2
E m g hgp mW m g h kg m J
W Egp s
∆ = sdot sdotrArr = sdot sdot = sdot sdot =
= ∆
2inačica
F2
G
F1
s
h
αααα
αααα
αααα
Silu težu (težinu tijela) G rastavimo na dvije komponente
bull komponentu F1 u smjeru kosine koja tijelo ubrzava niz kosinu
bull komponentu F2 okomitu na kosinu koja pritišće kosinu
Uočimo pravokutne trokute
bull pravokutan trokut čija je kateta F2 i hipotenuza G (žuta boja)
bull pravokutan trokut čija je kateta h i hipotenuza s (plava boja)
αααα
αααα
αααα
h
s
F1
G
F2F2
G
F1
s
h
αααα
αααα
αααα
18
Trokuti su slični jer imaju jednake kutove Zato vrijedi
1sin1 1
1 1
sin
F
F Fh h h hGF G F m g
G s G s s sh
s
G
α
α
=
rArr = rArr = rArr = sdot rArr = sdot sdot
=
sdot
Tijelo se giba jednoliko duž kosine pa sila F kojom guramo tijelo mora biti po iznosu jednaka sili F1
ali suprotnog smjera
αααα
αααα
αααα
h
s
F1
F
G
F2
1
1
F Fh
F m ghsF m g
s
=
rArr = sdot sdot= sdot sdot
Obavljeni rad W nad tijelom koje prevali put s ako se gura od dna do vrha kosine iznosi
23 10 4 60
2 4
h m mW F s W m g s W kg m J
s ms
= sdot rArr = sdot sdot sdot = = sdot sdot sdot =
Vježba 278
Tijelo mase 4 kg guramo jednoliko duž kosine koja je dugačka 4 m a visoka 2 m Trenje
zanemarujemo Koliki se rad obavi nad tijelom ako ga se gura od dna do vrha kosine (g = 10 ms2)
Rezultat 80 J
Zadatak 279 (Matea srednja škola)
Vagon mase 20 t giba se jednoliko po vodoravnoj pruzi brzinom 1 ms te nalijeće na mirni
vagon mase 30 t Koliko se kinetičke energije pretvori u druge oblike energije ako se vagoni nakon
sudara gibaju zajedno
Rješenje 279
m1 = 20 t = 2 104 kg v1 = 1 ms m2 = 30 t = 3 10
4 kg v2 = 0 ms
v1 = v2 = v = Ek =
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast nekog
drugog oblika energije
19
Količinu gibanja definiramo kao umnožak mase tijela i njegove brzine Količina gibanja je vektorska
veličina
kad računamo izno sp m v p m vrarr rarr
= sdot = sdot
Zakon o sačuvanju količine gibanja
Zbroj količina gibanja dva tijela prije njihova mentildeusobnog djelovanja jednak je zbroju njihovih
količina gibanja nakon mentildeusobnog djelovanja To vrijedi i za više od dva tijela
Zakon održanja količina gibanja dvaju tijela masa m1 i m2 kojima su početne brzine bile v1 i v2 a
brzine nakon njihova mentildeusobnog djelovanja v1 i v2 glasi
1 1 2 2 1 1 2
2
m v m v m v m vsdot + sdot = sdot + sdot
Zbroj količina gibanja obaju tijela prije njihova mentildeusobnog djelovanja jednak je zbroju njihovih
količina gibanja nakon mentildeusobnog djelovanja
Uporabom zakona o očuvanju količine gibanja odredimo brzinu v kojom se vagoni zajedno gibaju
nakon sudara
01 1 2 2 1 1 2 2 1 1 2 1 2
m v m v m v m v m v m m v m vsdot + sdot = sdot + sdot rArr sdot + sdot = sdot + sdot rArr
( ) ( ) 1 11 1 1 2 1 1 1 2
1
2 1 2
1
m vm v m m v m v m m v v
m mm m
sdotrArr sdot = + sdot rArr sdot = + sdot rArr =
+sdot
+=
42 10 1
04 4 4
2 10 3 10
mkg
ms
skg kg
sdot sdot= =
sdot + sdot
Računamo kinetičke energije
bull prije sudara prvog vagona mase m1 i brzine v1
1 21 11 2
E m vk
= sdot sdot
bull prije sudara drugog vagona mase m2 koji miruje
02
Ek
=
bull nakon sudara vagona koji se zajedno gibaju brzinom v
( )1 2
1 22E m m v
kz= sdot + sdot
Razlika kinetičke energije prije i poslije sudara pretvori se u druge oblike energije
( )1 12 21 1 1 21 2 2
E E E E m v m m vk k kz k
∆ = minus rArr ∆ = sdot sdot minus sdot + sdot =
( )2 2
1 14 4 4 32 10 1 2 10 3 10 04 6000 6 10 6
2 2
m mkg kg kg J J kJ
s s
= sdot sdot sdot minus sdot sdot + sdot sdot = = sdot =
vv1
m2m1m2m1
Vježba 279
Vagon mase 20 t giba se jednoliko po vodoravnoj pruzi brzinom 36 kmh te nalijeće na mirni
vagon mase 30 t Koliko se kinetičke energije pretvori u druge oblike energije ako se vagoni nakon
sudara gibaju zajedno
Rezultat 6 kJ
20
Zadatak 280 (Saša tehnička škola)
Tane mase m doleti horizontalno do drvene kugle koja je na podu Tane proleti središtem
kugle Treba odrediti kolika je energija prešla u toplinu ako je v1 brzina taneta prije nego što je
pogodilo kuglu v2 brzina taneta nakon prolaza kroz kuglu a mk masa kugle Trenje izmentildeu poda i
kugle zanemarimo
Rješenje 280
m1 = m v2 = 0 ms kugla miruje v1 = v1 v1 = v2 m2 = mk v2 =
Q =
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast nekog
drugog oblika energije
Količinu gibanja definiramo kao umnožak mase tijela i njegove brzine Količina gibanja je vektorska
veličina
kad računamo izno sp m v p m vrarr rarr
= sdot = sdot
Zakon o sačuvanju količine gibanja
Zbroj količina gibanja dva tijela prije njihova mentildeusobnog djelovanja jednak je zbroju njihovih
količina gibanja nakon mentildeusobnog djelovanja To vrijedi i za više od dva tijela
Zakon održanja količina gibanja dvaju tijela masa m1 i m2 kojima su početne brzine bile v1 i v2 a
brzine nakon njihova mentildeusobnog djelovanja v1 i v2 glasi
1 1 2 2 1 1 2
2
m v m v m v m vsdot + sdot = sdot + sdot
Zbroj količina gibanja obaju tijela prije njihova mentildeusobnog djelovanja jednak je zbroju njihovih
količina gibanja nakon mentildeusobnog djelovanja
Uporabom zakona o očuvanju količine gibanja odredimo brzinu v2 kugle nakon što kroz nju proleti
tane
01 1 2 2 1 1 2 2 1 2 2
m v m v m v m v m v m m v m vk k
sdot + sdot = sdot + sdot rArr sdot + sdot = sdot + sdot rArr
01 2 2 1 2 2 2 2 1
m v m v m v m v m v m v m v m v m vk k k
rArr sdot + = sdot + sdot rArr sdot = sdot + sdot rArr sdot + sdot = sdot rArr
( ) ( ) 2 1 2 2
1
1 2 2 1 2m v m v m v m v m v v m v m v v
k k mk
krArr sdot = sdot minus sdot rArr sdot = sdot = sdot minus sdotminus rArr sdot rArr
( ) 2 1 2
mv v v
mk
rArr = sdot minus
Računamo kinetičku energiju
bull taneta mase m koje se giba brzinom v1 prije nego što prontildee kroz kuglu
1 211 2
E m vk
= sdot sdot
bull kugle mase mk koja miruje
10 0
2 22E m E
k k k= sdot sdot rArr =
bull taneta mase m koje se giba brzinom v2 nakon što je prošlo središtem kugle
21
1 223 2
E m vk
= sdot sdot
bull kugle mase mk koja se giba brzinom v2 nakon što je kroz nju prošlo tane
( ) ( ) ( )2
22 21 1 12 1 2 1 24 4 4 22 2 2
m mE m v E m v v E m v v
k k k k k km mk k
= sdot sdot rArr = sdot sdot sdot minus rArr = sdot sdot sdot minus rArr
( ) ( )2 22 21 1
1 2 1 24 42 22
m mE v v E v v
k kk mm kk
mrArr = sdot sdot sdot minus rArr = sdot sdot minus
Zbroj kinetičkih energija prije prolaza taneta kroz drvenu kuglu iznosi
1 12 20
1 1 1 1 11 2 2 2E E E E m v E m v
k k= + rArr = sdot sdot + rArr = sdot sdot
Zbroj kinetičkih energija nakon prolaza taneta kroz drvenu kuglu je
( )2 21 12
2 2 2 1 23 4 2 2
mE E E E m v v v
k k mk
= + rArr = sdot sdot + sdot sdot minus
Energija koja je prešla u toplinsku jednaka je razlici kinetičke energije prije i poslije prolaza taneta
kroz kuglu
( )2 21 1 12 2
1 2 1 2 1 22 2 2
mQ E Q E E Q m v m v v v
k mk
= ∆ rArr = minus rArr = sdot sdot minus sdot sdot + sdot sdot minus rArr
( ) ( )2 2 21 1 12 2 2 2
1 2 1 2 1 2 1 22 2 2 2
m m mQ m v m v v v Q v v v v
m mk k
rArr = sdot sdot minus sdot sdot minus sdot sdot minus rArr = sdot minus minus sdot minus
v2
v2v1
Vježba 280
Tane mase m doleti horizontalno do drvene kugle koja je na podu Tane proleti središtem
kugle Treba odrediti kolika je energija prešla u toplinu ako je v1 brzina taneta prije nego što je
pogodilo kuglu v2 brzina taneta nakon prolaza kroz kuglu a 123 middot m masa kugle Trenje izmentildeu poda
i kugle zanemarimo
Rezultat ( )212 2
1 2 1 22 123
mQ v v v v
= sdot minus minus sdot minus
10
Rješenje 271
v0 = 0 ms v1 = 10 ms W0 v2 = 30 ms W =
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Kad tijelo obavlja rad mijenja mu se energija Promjena energije tijela jednaka je utrošenom radu
Da bi se tijelu povećala kinetička energija mora okolica na njemu obaviti rad Ako se tijelu smanjuje
kinetička energija tijelo obavlja rad
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
bull Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast
nekog drugog oblika energije
Rad je jednak promjeni energije
Da se automobil ubrza iz stanja mirovanja do brzine v1 treba uložiti rad W0
1 1 1 1 12 2 2 2 20
0 1 0 0 1 0 12 2 2 2 2W m v m v W m v m W m v= sdot sdot minus sdot sdot rArr = sdot sdot minus sdot sdot rArr = sdot sdot
Da se automobil zaustavi kada ima brzinu v2 treba uložiti rad W
1 1 1 1 12 2 2 2 20
2 0 2 22 2 2 2 2W m v m v W m v m W m v= sdot sdot minus sdot sdot rArr = sdot sdot minus sdot sdot rArr = sdot sdot
(gledamo samo iznos rada pa je predznak pozitivan)
Iz sustava jednadžbi dobije se uloženi rad W
1podijelimo 2
1jednadžbe
2
1 2 1 2 2 20 1 2 22 2 2
21 2 21 2 0 0 0 11 12 22
W m v m v v vW W W
W W W vm v vW m
m
mv
= sdot sdot sdot sdot sdot
rArr rArr = rArr = rArr = rArr
sdot sdot sdot= sdot sdot
sdot
sdot
22 2 2 30
2 2 2 9 0 0 0
0
0
1 0 1 1 10
mv v vW W sW W W W W W
mW v W vW
v
s
rArr = rArr = rArr = sdot rArr sdot rArr =sdot = sdot
Odgovor je pod D
Vježba 271
Da se automobil ubrza iz stanja mirovanja do brzine 10 ms treba uložiti rad W0 Zanemarite
li silu trenja i otpor zraka koliko je rada potrebno uložiti da se automobil zaustavi kada ima brzinu
20 ms
2 4 8 90 0 0 0
A W B W C W D Wsdot sdot sdot sdot
Rezultat B
Zadatak 272 (Ante srednja škola)
Automobil mase 800 kg ubrza iz stanja mirovanja do brzine 108 kmh za 10 s Kolika je
srednja snaga motora potrebna za ubrzavanje
Rješenje 272
m = 800 kg v0 = 0 ms v1 = 108 kmh = [108 36] = 30 ms t = 10 s P =
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
11
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Kad tijelo obavlja rad mijenja mu se energija Promjena energije tijela jednaka je utrošenom radu
Da bi se tijelu povećala kinetička energija mora okolica na njemu obaviti rad Ako se tijelu smanjuje
kinetička energija tijelo obavlja rad
Brzinu rada izražavamo snagom Snaga P jednaka je omjeru rada W i vremena t za koje je rad
obavljen tj
W
Pt
=
Računamo srednju snagu motora Rad je jednak promjeni energije pa vrijedi
( )1 1 12 2 2 21 0 1 02 2 2
W E m v m v m v vk EkP P PW
t t tPt
= ∆ sdot sdot minus sdot sdot sdot sdot minus∆rArr = rArr = rArr = =
=
2 21
800 30 02
36000 36 10
m mkg
s s
W kWs
sdot sdot minus
= = =
Vježba 272
Automobil mase 1600 kg ubrza iz stanja mirovanja do brzine 108 kmh za 20 s Kolika je
srednja snaga motora potrebna za ubrzavanje
Rezultat 36 kW
Zadatak 273 (Ante srednja škola)
Dizalica snage 1800 W podiže tijelo mase 200 kg na visinu 20 m Koliko dugo traje
podizanje (ubrzanje sile teže g = 10 ms2)
Rješenje 273
P = 1800 W m = 200 kg h = 20 m g = 10 ms2 t =
Potencijalna energija je energija mentildeudjelovanja tijela Ona ovisi o mentildeusobnom položaju tijela ili o
mentildeusobnom položaju dijelova tijela U polju sile teže tijelo mase m ima gravitacijsku potencijalnu
energiju
E m g hgp = sdot sdot
gdje je g akceleracija slobodnog pada a h vertikalna udaljenost tijela od mjesta gdje bi prema
dogovoru tijelo imalo energiju nula
Kad tijelo obavlja rad mijenja mu se energija Promjena energije tijela jednaka je utrošenom radu
Brzinu rada izražavamo snagom Snaga P jednaka je omjeru rada W i vremena t za koje je rad
obavljen tj
W
Pt
=
Računamo vrijeme podizanja tijela Rad je jednak promjeni energije pa vrijedi
W Egp E E E m g hgp gp gpP P t tW
t t P PPt
t
P
=sdot sdot
rArr = rArr = rArr = rArrsdot = ==
200 10 202
2222 1800
mkg m
s sW
sdot sdot
= =
12
Vježba 273
Dizalica snage 3600 W podiže tijelo mase 200 kg na visinu 40 m Koliko dugo traje
podizanje (ubrzanje sile teže g = 10 ms2)
Rezultat 2222 s
Zadatak 274 (Ante srednja škola)
Kolica mase 80 kg brzine 4 ms zaustave se sabijajući dugu oprugu za 40 cm Odredi
konstantu opruge
Rješenje 274
m = 80 kg v = 4 ms x = 40 cm = 04 m k =
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Titranje je periodično gibanje oko ravnotežnog položaja Periodično gibanje je gibanje koje se
ponavlja nakon odrentildeenog vremenskog intervala (perioda) Najjednostavnije titranje je harmoničko
titranje tj titranje koje uzrokuje harmonijska (elastična) sila Ona je razmjerna pomaku iz ravnotežnog
položaja
F k x= minus sdot
Pomaknemo li oprugu iz ravnotežnog položaja stiskanjem ili rastezanjem ona titra oko tog položaja
Svaki pomak od ravnotežnog položaja nazivamo elongacijom a najveći pomak od položaja ravnoteže
nazivamo amplitudom Elastična potencijalna energija opruge dana je formulom
1 2
2E k xep = sdot sdot
gdje je x pomak od ravnotežnog položaja k koeficijent elastičnosti opruge
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
bull Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast
nekog drugog oblika energije
Zbog zakona očuvanja energije kinetička energija kolica bit će jednaka elastičnoj potencijalnoj
energiji sabijene opruge
2
21 1 1
2
12 2 2 2
22 2 2 2
m vE E m v k x m v k x kep
xxk
sdotsdot
= rArr sdot sdot = sdot sdot rArr sdot sdot = sdot sdot rArr = =
2
80 43
8000 8 10 2
04
mkg
N Ns
m mm
s
sdot
= = = sdot
Vježba 274
Kolica mase 80 kg brzine 2 ms zaustave se sabijajući dugu oprugu za 20 cm Odredi
konstantu opruge
Rezultat 8 103 Nm
13
Zadatak 275 (Ivan srednja škola)
Kamen mase 40 grama bačen je vertikalno prema dolje s visine 60 m početnom brzinom 4 ms
i pao je brzinom 32 ms Koliki je obavljen rad (g = 981 ms2)
Rješenje 275 m = 40 g = 004 kg h = 60 m v1 = 4 ms v2 = 32 ms g = 981 ms
2 W =
Potencijalna energija je energija mentildeudjelovanja tijela Ona ovisi o mentildeusobnom položaju tijela ili o
mentildeusobnom položaju dijelova tijela U polju sile teže tijelo mase m ima gravitacijsku potencijalnu
energiju
E m g hgp = sdot sdot
gdje je g akceleracija slobodnog pada a h vertikalna udaljenost tijela od mjesta gdje bi prema
dogovoru tijelo imalo energiju nula
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
bull Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast
nekog drugog oblika energije
Zbog zakona očuvanja energije zbroj rada W koji obavi zaustavna sila (otpor zraka) i kinetičke
energije Ek2 koju kamen ima pri padu jednak je zbroju gravitacijske potencijalne Egp i kinetičke
energije Ek1 kamena u trenutku izbacivanja s visine h
1 12 22 12 1 2 2
W E E E W m v m g h m vgpk k+ = + rArr + sdot sdot = sdot sdot + sdot sdot rArr
1 1 1 12 2 2 21 2 1 22 2 2 2
W m g h m v m v W m g h v vrArr = sdot sdot + sdot sdot minus sdot sdot rArr = sdot sdot + sdot minus sdot =
2 21 1
004 981 60 4 32 3384 J2 2 2
m m mkg m
s ss
= sdot sdot + sdot minus sdot =
Vježba 275
Kamen mase 80 grama bačen je vertikalno prema dolje s visine 60 m početnom brzinom 4 ms
i pao je brzinom 32 ms Koliki je obavljen rad (g = 981 ms2)
Rezultat 6768 J
Zadatak 276 (Any gimnazija)
Na dva nepomična tijela masa m i 4 m počinje djelovati jednaka sila F na putu s Koliki je
omjer kinetičkih energija na kraju puta s
1 2 3 4A B C D
Rješenje 276
m1 = m m2 = 4 m F1 = F2 = F s 1
2
Ek
Ek
=
Tijelo obavlja rad W ako djeluje nekom silom F na putu s na drugo tijelo Ako sila djeluje u smjeru
gibanja tijela vrijedi
W F s= sdot
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
14
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Kad tijelo obavlja rad mijenja mu se energija Promjena energije tijela jednaka je utrošenom radu
Da bi se tijelu povećala kinetička energija mora okolica na njemu obaviti rad Ako se tijelu smanjuje
kinetička energija tijelo obavlja rad
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
bull Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast
nekog drugog oblika energije
Kinetička energija tijela jednaka je utrošenom radu sile F na putu s Zato vrijedi
bull
11
11
1 11
11
E Wk
E Wk
W F s E F sk
W F sF F
==
= sdot rArr rArr = sdot= sdot
=
bull
22
22
2 22
22
E Wk
E Wk
W F s E F sk
W F sF F
==
= sdot rArr rArr = sdot= sdot
=
Omjer kinetičkih energija na kraju puta s iznosi
1 1 1 1
2 2 2
E E Ek k kF s
E F s E Ek k
F s
F sk
sdot= rArr =
sdotrArr =
sdot sdot
Odgovor je pod A
Vježba 276
Na dva nepomična tijela masa m i 3 m počinje djelovati jednaka sila F na putu s Koliki je
omjer kinetičkih energija na kraju puta s
1 2 3 4A B C D
Rezultat A
Zadatak 277 (Any gimnazija)
Na dva nepomična tijela masa m i 4 m počinje djelovati jednaka sila F na putu s Koliki je
omjer brzina tijela na kraju puta s
11 1 1 1 1 2 4 2
2 2 2 2
v v v vA B C D
v v v v= = = =
Rješenje 277
m1 = m m2 = 4 m F1 = F2 = F s 1
2
v
v=
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Kad tijelo obavlja rad mijenja mu se energija Promjena energije tijela jednaka je utrošenom radu
Da bi se tijelu povećala kinetička energija mora okolica na njemu obaviti rad Ako se tijelu smanjuje
15
kinetička energija tijelo obavlja rad
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
bull Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast
nekog drugog oblika energije
Tijelo obavlja rad W ako djeluje nekom silom F na putu s na drugo tijelo Ako sila djeluje u smjeru
gibanja tijela vrijedi
W F s= sdot
Jednoliko ubrzano gibanje duž puta s jest gibanje za koje vrijedi izraz
22 v a s= sdot sdot
gdje su v brzina za tijelo pošto se pokrenulo iz mirovanja i gibalo jednoliko ubrzano akceleracijom a
za vrijeme t
Drugi Newtonov poučak Ako na tijelo djeluje stalna sila u smjeru njegova gibanja tijelo ima
akceleraciju koja je proporcionalna sili a obrnuto proporcionalna masi tijela te ima isti smjer kao i
sila
F
a F m am
= rArr = sdot
1inačica
Budući da na dva nepomična tijela masa m1 i m2 počinje djelovati jednaka sila F na putu s vrijedi
bull podijelimo
jedna
2 21 1 2 21 1
22 džbe22 11
F ma
a
a F m a v va s s
F m a F mv a sv a s
= sdot = sdot sdot sdot sdot sdotrArr rArr rArr = rArr = rArr
sdot sdot= sdot sdot= sdot sdot
2 22 2 2
2 22 21 1
1 1 1
v vs s F s F s F sv v v
F m F m m m mF
sdot sdot sdot sdot sdot sdot sdot sdotrArr = rArr = rArr = rArr = rArr =sdot
bull podijelimo 2
jednadžbe
2 242 2 22 222 422 22
4
Fa
a
m a F m a v va s s
F m a F mv a sv a s
= sdot = sdot sdot sdot sdot sdot sdotrArr rArr rArr = rArr = rArr
sdot sdot sdot sdot= sdot sdot= sdot sdot
2 22 22 2
2 2 22 2 2 2 2
v vs s F s F s F sv v v
F m F m m m mF
sdot sdot sdotrArr = rArr = rArr = rArr = rArr =
sdot sdot sdot sdot sdotsdot
Omjer brzina tijela na kraju puta s je
2 2 2 2
1 1 1 1 1 1 14 21
2 2 2 2 2 22 2 22
F s F sv v v v v vm m
F sv v v v v vF s
mm
F s
m
F s
m
sdot
sdot
sdot sdot sdot sdot sdot
= rArr = rArr = rArr = rArr = rArr =sdotsdot
sdot sdotsdot
Odgovor je pod B
2inačica
Kinetička energija tijela jednaka je utrošenom radu sile F na putu s Zato vrijedi
1 12 21 1 1 podij1 11 2 2
1 12 22
elimo
jedna42 2 2 2 22
žbe
2
d
E W m v F s m v F sk
E Wk m v F s m v F s
= sdot sdot = sdot sdot sdot = sdot
rArr rArr rArr rArr=
sdot sdot = sdot sdot sdot sdot = sdot
16
1
2 41
2
1 2 2 2 21 12 1 11 1
2 21 2 2 4 44 4 2 22 22
mm v v v vF s
F s v v
F s
Fmm v v
s
sdot sdot sdotsdot
rArr = rArr = rArr = rArr = rArrsdot sdot sdotsdot sdot sdot sdot sdot
sdotsdot
sdotsdot
sdot
2 221 1 1 1 14 4 4 4 22
2 2 2 22
v v v v v
v v v vv
rArr = rArr = rArr = rArr = rArr =
Odgovor je pod B
Vježba 277
Na dva nepomična tijela masa m i 9 m počinje djelovati jednaka sila F na putu s Koliki je
omjer kinetičkih energija na kraju puta s
11 1 1 1 6 3 9 3
2 2 2 2
v v v vA B C D
v v v v= = = =
Rezultat B
Zadatak 278 (Marija gimnazija)
Tijelo mase 3 kg guramo jednoliko duž kosine koja je dugačka 4 m a visoka 2 m Trenje
zanemarujemo Koliki se rad obavi nad tijelom ako ga guramo od dna do vrha kosine (g = 10 ms2)
Rješenje 278
m = 3 kg v = konst s = 4 m h = 2 m g = 10 ms2 W =
Potencijalna energija je energija mentildeudjelovanja tijela Ona ovisi o mentildeusobnom položaju tijela ili o
mentildeusobnom položaju dijelova tijela U polju sile teže tijelo mase m ima gravitacijsku potencijalnu
energiju
E m g hgp = sdot sdot
gdje je g akceleracija slobodnog pada a h vertikalna udaljenost tijela od mjesta gdje bi prema
dogovoru tijelo imalo energiju nula
Tijelo obavlja rad W ako djeluje nekom silom F na putu s na drugo tijelo Ako sila djeluje u smjeru
gibanja tijela vrijedi
W F s= sdot
Kad tijelo obavlja rad mijenja mu se energija Promjena energije tijela jednaka je utrošenom radu
Silu kojom Zemlja privlači sva tijela nazivamo silom težom Pod djelovanjem sile teže sva tijela
padaju na Zemlju ili pritišću na njezinu površinu
Akceleracija kojom tijela padaju na Zemlju naziva se akceleracijom slobodnog pada Prema drugom
Newtonovom poučku
G m g= sdot
gdje je G sila teža m masa tijela i g akceleracija slobodnog pada koja je za sva tijela na istome mjestu
na Zemlji jednaka
Prvi Newtonov poučak
Ako na tijelo ne djeluje nikakva sila ili je rezultanta svih sila jednaka nuli tijelo miruje ili se giba
jednoliko po pravcu Zato kažemo da je tijelo tromo
Sinus šiljastog kuta pravokutnog trokuta jednak je omjeru duljine katete nasuprot toga kuta i duljine
hipotenuze
Sličnost trokuta
b1
c1
a1
c
b a
C1
A B
C
A1 B1
17
Kažemo da su dva trokuta slična ako postoji pridruživanje vrhova jednog vrhovima drugog tako da su
odgovarajući kutovi jednaki a odgovarajuće stranice proporcionalne
1 1 11 1
1
a b ck
a b cα α β β γ γ= = = = = =
Omjer stranica sličnih trokuta k zovemo koeficijent sličnosti Kraće
Dva su trokuta slična ako su im kutovi sukladni a odgovarajuće stranice proporcionalne (razmjerne)
Kutovi s okomitim kracima
αααα = ββββββββ
αααα
1inačica
Kada tijelo mase m guramo jednoliko duž kosine čija je visina h njegova gravitacijska potencijalna
energija poraste za
E m g hgp∆ = sdot sdot
Promjena energije jednaka je obavljenom radu nad tijelom
3 10 2 60 2
E m g hgp mW m g h kg m J
W Egp s
∆ = sdot sdotrArr = sdot sdot = sdot sdot =
= ∆
2inačica
F2
G
F1
s
h
αααα
αααα
αααα
Silu težu (težinu tijela) G rastavimo na dvije komponente
bull komponentu F1 u smjeru kosine koja tijelo ubrzava niz kosinu
bull komponentu F2 okomitu na kosinu koja pritišće kosinu
Uočimo pravokutne trokute
bull pravokutan trokut čija je kateta F2 i hipotenuza G (žuta boja)
bull pravokutan trokut čija je kateta h i hipotenuza s (plava boja)
αααα
αααα
αααα
h
s
F1
G
F2F2
G
F1
s
h
αααα
αααα
αααα
18
Trokuti su slični jer imaju jednake kutove Zato vrijedi
1sin1 1
1 1
sin
F
F Fh h h hGF G F m g
G s G s s sh
s
G
α
α
=
rArr = rArr = rArr = sdot rArr = sdot sdot
=
sdot
Tijelo se giba jednoliko duž kosine pa sila F kojom guramo tijelo mora biti po iznosu jednaka sili F1
ali suprotnog smjera
αααα
αααα
αααα
h
s
F1
F
G
F2
1
1
F Fh
F m ghsF m g
s
=
rArr = sdot sdot= sdot sdot
Obavljeni rad W nad tijelom koje prevali put s ako se gura od dna do vrha kosine iznosi
23 10 4 60
2 4
h m mW F s W m g s W kg m J
s ms
= sdot rArr = sdot sdot sdot = = sdot sdot sdot =
Vježba 278
Tijelo mase 4 kg guramo jednoliko duž kosine koja je dugačka 4 m a visoka 2 m Trenje
zanemarujemo Koliki se rad obavi nad tijelom ako ga se gura od dna do vrha kosine (g = 10 ms2)
Rezultat 80 J
Zadatak 279 (Matea srednja škola)
Vagon mase 20 t giba se jednoliko po vodoravnoj pruzi brzinom 1 ms te nalijeće na mirni
vagon mase 30 t Koliko se kinetičke energije pretvori u druge oblike energije ako se vagoni nakon
sudara gibaju zajedno
Rješenje 279
m1 = 20 t = 2 104 kg v1 = 1 ms m2 = 30 t = 3 10
4 kg v2 = 0 ms
v1 = v2 = v = Ek =
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast nekog
drugog oblika energije
19
Količinu gibanja definiramo kao umnožak mase tijela i njegove brzine Količina gibanja je vektorska
veličina
kad računamo izno sp m v p m vrarr rarr
= sdot = sdot
Zakon o sačuvanju količine gibanja
Zbroj količina gibanja dva tijela prije njihova mentildeusobnog djelovanja jednak je zbroju njihovih
količina gibanja nakon mentildeusobnog djelovanja To vrijedi i za više od dva tijela
Zakon održanja količina gibanja dvaju tijela masa m1 i m2 kojima su početne brzine bile v1 i v2 a
brzine nakon njihova mentildeusobnog djelovanja v1 i v2 glasi
1 1 2 2 1 1 2
2
m v m v m v m vsdot + sdot = sdot + sdot
Zbroj količina gibanja obaju tijela prije njihova mentildeusobnog djelovanja jednak je zbroju njihovih
količina gibanja nakon mentildeusobnog djelovanja
Uporabom zakona o očuvanju količine gibanja odredimo brzinu v kojom se vagoni zajedno gibaju
nakon sudara
01 1 2 2 1 1 2 2 1 1 2 1 2
m v m v m v m v m v m m v m vsdot + sdot = sdot + sdot rArr sdot + sdot = sdot + sdot rArr
( ) ( ) 1 11 1 1 2 1 1 1 2
1
2 1 2
1
m vm v m m v m v m m v v
m mm m
sdotrArr sdot = + sdot rArr sdot = + sdot rArr =
+sdot
+=
42 10 1
04 4 4
2 10 3 10
mkg
ms
skg kg
sdot sdot= =
sdot + sdot
Računamo kinetičke energije
bull prije sudara prvog vagona mase m1 i brzine v1
1 21 11 2
E m vk
= sdot sdot
bull prije sudara drugog vagona mase m2 koji miruje
02
Ek
=
bull nakon sudara vagona koji se zajedno gibaju brzinom v
( )1 2
1 22E m m v
kz= sdot + sdot
Razlika kinetičke energije prije i poslije sudara pretvori se u druge oblike energije
( )1 12 21 1 1 21 2 2
E E E E m v m m vk k kz k
∆ = minus rArr ∆ = sdot sdot minus sdot + sdot =
( )2 2
1 14 4 4 32 10 1 2 10 3 10 04 6000 6 10 6
2 2
m mkg kg kg J J kJ
s s
= sdot sdot sdot minus sdot sdot + sdot sdot = = sdot =
vv1
m2m1m2m1
Vježba 279
Vagon mase 20 t giba se jednoliko po vodoravnoj pruzi brzinom 36 kmh te nalijeće na mirni
vagon mase 30 t Koliko se kinetičke energije pretvori u druge oblike energije ako se vagoni nakon
sudara gibaju zajedno
Rezultat 6 kJ
20
Zadatak 280 (Saša tehnička škola)
Tane mase m doleti horizontalno do drvene kugle koja je na podu Tane proleti središtem
kugle Treba odrediti kolika je energija prešla u toplinu ako je v1 brzina taneta prije nego što je
pogodilo kuglu v2 brzina taneta nakon prolaza kroz kuglu a mk masa kugle Trenje izmentildeu poda i
kugle zanemarimo
Rješenje 280
m1 = m v2 = 0 ms kugla miruje v1 = v1 v1 = v2 m2 = mk v2 =
Q =
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast nekog
drugog oblika energije
Količinu gibanja definiramo kao umnožak mase tijela i njegove brzine Količina gibanja je vektorska
veličina
kad računamo izno sp m v p m vrarr rarr
= sdot = sdot
Zakon o sačuvanju količine gibanja
Zbroj količina gibanja dva tijela prije njihova mentildeusobnog djelovanja jednak je zbroju njihovih
količina gibanja nakon mentildeusobnog djelovanja To vrijedi i za više od dva tijela
Zakon održanja količina gibanja dvaju tijela masa m1 i m2 kojima su početne brzine bile v1 i v2 a
brzine nakon njihova mentildeusobnog djelovanja v1 i v2 glasi
1 1 2 2 1 1 2
2
m v m v m v m vsdot + sdot = sdot + sdot
Zbroj količina gibanja obaju tijela prije njihova mentildeusobnog djelovanja jednak je zbroju njihovih
količina gibanja nakon mentildeusobnog djelovanja
Uporabom zakona o očuvanju količine gibanja odredimo brzinu v2 kugle nakon što kroz nju proleti
tane
01 1 2 2 1 1 2 2 1 2 2
m v m v m v m v m v m m v m vk k
sdot + sdot = sdot + sdot rArr sdot + sdot = sdot + sdot rArr
01 2 2 1 2 2 2 2 1
m v m v m v m v m v m v m v m v m vk k k
rArr sdot + = sdot + sdot rArr sdot = sdot + sdot rArr sdot + sdot = sdot rArr
( ) ( ) 2 1 2 2
1
1 2 2 1 2m v m v m v m v m v v m v m v v
k k mk
krArr sdot = sdot minus sdot rArr sdot = sdot = sdot minus sdotminus rArr sdot rArr
( ) 2 1 2
mv v v
mk
rArr = sdot minus
Računamo kinetičku energiju
bull taneta mase m koje se giba brzinom v1 prije nego što prontildee kroz kuglu
1 211 2
E m vk
= sdot sdot
bull kugle mase mk koja miruje
10 0
2 22E m E
k k k= sdot sdot rArr =
bull taneta mase m koje se giba brzinom v2 nakon što je prošlo središtem kugle
21
1 223 2
E m vk
= sdot sdot
bull kugle mase mk koja se giba brzinom v2 nakon što je kroz nju prošlo tane
( ) ( ) ( )2
22 21 1 12 1 2 1 24 4 4 22 2 2
m mE m v E m v v E m v v
k k k k k km mk k
= sdot sdot rArr = sdot sdot sdot minus rArr = sdot sdot sdot minus rArr
( ) ( )2 22 21 1
1 2 1 24 42 22
m mE v v E v v
k kk mm kk
mrArr = sdot sdot sdot minus rArr = sdot sdot minus
Zbroj kinetičkih energija prije prolaza taneta kroz drvenu kuglu iznosi
1 12 20
1 1 1 1 11 2 2 2E E E E m v E m v
k k= + rArr = sdot sdot + rArr = sdot sdot
Zbroj kinetičkih energija nakon prolaza taneta kroz drvenu kuglu je
( )2 21 12
2 2 2 1 23 4 2 2
mE E E E m v v v
k k mk
= + rArr = sdot sdot + sdot sdot minus
Energija koja je prešla u toplinsku jednaka je razlici kinetičke energije prije i poslije prolaza taneta
kroz kuglu
( )2 21 1 12 2
1 2 1 2 1 22 2 2
mQ E Q E E Q m v m v v v
k mk
= ∆ rArr = minus rArr = sdot sdot minus sdot sdot + sdot sdot minus rArr
( ) ( )2 2 21 1 12 2 2 2
1 2 1 2 1 2 1 22 2 2 2
m m mQ m v m v v v Q v v v v
m mk k
rArr = sdot sdot minus sdot sdot minus sdot sdot minus rArr = sdot minus minus sdot minus
v2
v2v1
Vježba 280
Tane mase m doleti horizontalno do drvene kugle koja je na podu Tane proleti središtem
kugle Treba odrediti kolika je energija prešla u toplinu ako je v1 brzina taneta prije nego što je
pogodilo kuglu v2 brzina taneta nakon prolaza kroz kuglu a 123 middot m masa kugle Trenje izmentildeu poda
i kugle zanemarimo
Rezultat ( )212 2
1 2 1 22 123
mQ v v v v
= sdot minus minus sdot minus
11
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Kad tijelo obavlja rad mijenja mu se energija Promjena energije tijela jednaka je utrošenom radu
Da bi se tijelu povećala kinetička energija mora okolica na njemu obaviti rad Ako se tijelu smanjuje
kinetička energija tijelo obavlja rad
Brzinu rada izražavamo snagom Snaga P jednaka je omjeru rada W i vremena t za koje je rad
obavljen tj
W
Pt
=
Računamo srednju snagu motora Rad je jednak promjeni energije pa vrijedi
( )1 1 12 2 2 21 0 1 02 2 2
W E m v m v m v vk EkP P PW
t t tPt
= ∆ sdot sdot minus sdot sdot sdot sdot minus∆rArr = rArr = rArr = =
=
2 21
800 30 02
36000 36 10
m mkg
s s
W kWs
sdot sdot minus
= = =
Vježba 272
Automobil mase 1600 kg ubrza iz stanja mirovanja do brzine 108 kmh za 20 s Kolika je
srednja snaga motora potrebna za ubrzavanje
Rezultat 36 kW
Zadatak 273 (Ante srednja škola)
Dizalica snage 1800 W podiže tijelo mase 200 kg na visinu 20 m Koliko dugo traje
podizanje (ubrzanje sile teže g = 10 ms2)
Rješenje 273
P = 1800 W m = 200 kg h = 20 m g = 10 ms2 t =
Potencijalna energija je energija mentildeudjelovanja tijela Ona ovisi o mentildeusobnom položaju tijela ili o
mentildeusobnom položaju dijelova tijela U polju sile teže tijelo mase m ima gravitacijsku potencijalnu
energiju
E m g hgp = sdot sdot
gdje je g akceleracija slobodnog pada a h vertikalna udaljenost tijela od mjesta gdje bi prema
dogovoru tijelo imalo energiju nula
Kad tijelo obavlja rad mijenja mu se energija Promjena energije tijela jednaka je utrošenom radu
Brzinu rada izražavamo snagom Snaga P jednaka je omjeru rada W i vremena t za koje je rad
obavljen tj
W
Pt
=
Računamo vrijeme podizanja tijela Rad je jednak promjeni energije pa vrijedi
W Egp E E E m g hgp gp gpP P t tW
t t P PPt
t
P
=sdot sdot
rArr = rArr = rArr = rArrsdot = ==
200 10 202
2222 1800
mkg m
s sW
sdot sdot
= =
12
Vježba 273
Dizalica snage 3600 W podiže tijelo mase 200 kg na visinu 40 m Koliko dugo traje
podizanje (ubrzanje sile teže g = 10 ms2)
Rezultat 2222 s
Zadatak 274 (Ante srednja škola)
Kolica mase 80 kg brzine 4 ms zaustave se sabijajući dugu oprugu za 40 cm Odredi
konstantu opruge
Rješenje 274
m = 80 kg v = 4 ms x = 40 cm = 04 m k =
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Titranje je periodično gibanje oko ravnotežnog položaja Periodično gibanje je gibanje koje se
ponavlja nakon odrentildeenog vremenskog intervala (perioda) Najjednostavnije titranje je harmoničko
titranje tj titranje koje uzrokuje harmonijska (elastična) sila Ona je razmjerna pomaku iz ravnotežnog
položaja
F k x= minus sdot
Pomaknemo li oprugu iz ravnotežnog položaja stiskanjem ili rastezanjem ona titra oko tog položaja
Svaki pomak od ravnotežnog položaja nazivamo elongacijom a najveći pomak od položaja ravnoteže
nazivamo amplitudom Elastična potencijalna energija opruge dana je formulom
1 2
2E k xep = sdot sdot
gdje je x pomak od ravnotežnog položaja k koeficijent elastičnosti opruge
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
bull Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast
nekog drugog oblika energije
Zbog zakona očuvanja energije kinetička energija kolica bit će jednaka elastičnoj potencijalnoj
energiji sabijene opruge
2
21 1 1
2
12 2 2 2
22 2 2 2
m vE E m v k x m v k x kep
xxk
sdotsdot
= rArr sdot sdot = sdot sdot rArr sdot sdot = sdot sdot rArr = =
2
80 43
8000 8 10 2
04
mkg
N Ns
m mm
s
sdot
= = = sdot
Vježba 274
Kolica mase 80 kg brzine 2 ms zaustave se sabijajući dugu oprugu za 20 cm Odredi
konstantu opruge
Rezultat 8 103 Nm
13
Zadatak 275 (Ivan srednja škola)
Kamen mase 40 grama bačen je vertikalno prema dolje s visine 60 m početnom brzinom 4 ms
i pao je brzinom 32 ms Koliki je obavljen rad (g = 981 ms2)
Rješenje 275 m = 40 g = 004 kg h = 60 m v1 = 4 ms v2 = 32 ms g = 981 ms
2 W =
Potencijalna energija je energija mentildeudjelovanja tijela Ona ovisi o mentildeusobnom položaju tijela ili o
mentildeusobnom položaju dijelova tijela U polju sile teže tijelo mase m ima gravitacijsku potencijalnu
energiju
E m g hgp = sdot sdot
gdje je g akceleracija slobodnog pada a h vertikalna udaljenost tijela od mjesta gdje bi prema
dogovoru tijelo imalo energiju nula
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
bull Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast
nekog drugog oblika energije
Zbog zakona očuvanja energije zbroj rada W koji obavi zaustavna sila (otpor zraka) i kinetičke
energije Ek2 koju kamen ima pri padu jednak je zbroju gravitacijske potencijalne Egp i kinetičke
energije Ek1 kamena u trenutku izbacivanja s visine h
1 12 22 12 1 2 2
W E E E W m v m g h m vgpk k+ = + rArr + sdot sdot = sdot sdot + sdot sdot rArr
1 1 1 12 2 2 21 2 1 22 2 2 2
W m g h m v m v W m g h v vrArr = sdot sdot + sdot sdot minus sdot sdot rArr = sdot sdot + sdot minus sdot =
2 21 1
004 981 60 4 32 3384 J2 2 2
m m mkg m
s ss
= sdot sdot + sdot minus sdot =
Vježba 275
Kamen mase 80 grama bačen je vertikalno prema dolje s visine 60 m početnom brzinom 4 ms
i pao je brzinom 32 ms Koliki je obavljen rad (g = 981 ms2)
Rezultat 6768 J
Zadatak 276 (Any gimnazija)
Na dva nepomična tijela masa m i 4 m počinje djelovati jednaka sila F na putu s Koliki je
omjer kinetičkih energija na kraju puta s
1 2 3 4A B C D
Rješenje 276
m1 = m m2 = 4 m F1 = F2 = F s 1
2
Ek
Ek
=
Tijelo obavlja rad W ako djeluje nekom silom F na putu s na drugo tijelo Ako sila djeluje u smjeru
gibanja tijela vrijedi
W F s= sdot
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
14
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Kad tijelo obavlja rad mijenja mu se energija Promjena energije tijela jednaka je utrošenom radu
Da bi se tijelu povećala kinetička energija mora okolica na njemu obaviti rad Ako se tijelu smanjuje
kinetička energija tijelo obavlja rad
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
bull Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast
nekog drugog oblika energije
Kinetička energija tijela jednaka je utrošenom radu sile F na putu s Zato vrijedi
bull
11
11
1 11
11
E Wk
E Wk
W F s E F sk
W F sF F
==
= sdot rArr rArr = sdot= sdot
=
bull
22
22
2 22
22
E Wk
E Wk
W F s E F sk
W F sF F
==
= sdot rArr rArr = sdot= sdot
=
Omjer kinetičkih energija na kraju puta s iznosi
1 1 1 1
2 2 2
E E Ek k kF s
E F s E Ek k
F s
F sk
sdot= rArr =
sdotrArr =
sdot sdot
Odgovor je pod A
Vježba 276
Na dva nepomična tijela masa m i 3 m počinje djelovati jednaka sila F na putu s Koliki je
omjer kinetičkih energija na kraju puta s
1 2 3 4A B C D
Rezultat A
Zadatak 277 (Any gimnazija)
Na dva nepomična tijela masa m i 4 m počinje djelovati jednaka sila F na putu s Koliki je
omjer brzina tijela na kraju puta s
11 1 1 1 1 2 4 2
2 2 2 2
v v v vA B C D
v v v v= = = =
Rješenje 277
m1 = m m2 = 4 m F1 = F2 = F s 1
2
v
v=
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Kad tijelo obavlja rad mijenja mu se energija Promjena energije tijela jednaka je utrošenom radu
Da bi se tijelu povećala kinetička energija mora okolica na njemu obaviti rad Ako se tijelu smanjuje
15
kinetička energija tijelo obavlja rad
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
bull Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast
nekog drugog oblika energije
Tijelo obavlja rad W ako djeluje nekom silom F na putu s na drugo tijelo Ako sila djeluje u smjeru
gibanja tijela vrijedi
W F s= sdot
Jednoliko ubrzano gibanje duž puta s jest gibanje za koje vrijedi izraz
22 v a s= sdot sdot
gdje su v brzina za tijelo pošto se pokrenulo iz mirovanja i gibalo jednoliko ubrzano akceleracijom a
za vrijeme t
Drugi Newtonov poučak Ako na tijelo djeluje stalna sila u smjeru njegova gibanja tijelo ima
akceleraciju koja je proporcionalna sili a obrnuto proporcionalna masi tijela te ima isti smjer kao i
sila
F
a F m am
= rArr = sdot
1inačica
Budući da na dva nepomična tijela masa m1 i m2 počinje djelovati jednaka sila F na putu s vrijedi
bull podijelimo
jedna
2 21 1 2 21 1
22 džbe22 11
F ma
a
a F m a v va s s
F m a F mv a sv a s
= sdot = sdot sdot sdot sdot sdotrArr rArr rArr = rArr = rArr
sdot sdot= sdot sdot= sdot sdot
2 22 2 2
2 22 21 1
1 1 1
v vs s F s F s F sv v v
F m F m m m mF
sdot sdot sdot sdot sdot sdot sdot sdotrArr = rArr = rArr = rArr = rArr =sdot
bull podijelimo 2
jednadžbe
2 242 2 22 222 422 22
4
Fa
a
m a F m a v va s s
F m a F mv a sv a s
= sdot = sdot sdot sdot sdot sdot sdotrArr rArr rArr = rArr = rArr
sdot sdot sdot sdot= sdot sdot= sdot sdot
2 22 22 2
2 2 22 2 2 2 2
v vs s F s F s F sv v v
F m F m m m mF
sdot sdot sdotrArr = rArr = rArr = rArr = rArr =
sdot sdot sdot sdot sdotsdot
Omjer brzina tijela na kraju puta s je
2 2 2 2
1 1 1 1 1 1 14 21
2 2 2 2 2 22 2 22
F s F sv v v v v vm m
F sv v v v v vF s
mm
F s
m
F s
m
sdot
sdot
sdot sdot sdot sdot sdot
= rArr = rArr = rArr = rArr = rArr =sdotsdot
sdot sdotsdot
Odgovor je pod B
2inačica
Kinetička energija tijela jednaka je utrošenom radu sile F na putu s Zato vrijedi
1 12 21 1 1 podij1 11 2 2
1 12 22
elimo
jedna42 2 2 2 22
žbe
2
d
E W m v F s m v F sk
E Wk m v F s m v F s
= sdot sdot = sdot sdot sdot = sdot
rArr rArr rArr rArr=
sdot sdot = sdot sdot sdot sdot = sdot
16
1
2 41
2
1 2 2 2 21 12 1 11 1
2 21 2 2 4 44 4 2 22 22
mm v v v vF s
F s v v
F s
Fmm v v
s
sdot sdot sdotsdot
rArr = rArr = rArr = rArr = rArrsdot sdot sdotsdot sdot sdot sdot sdot
sdotsdot
sdotsdot
sdot
2 221 1 1 1 14 4 4 4 22
2 2 2 22
v v v v v
v v v vv
rArr = rArr = rArr = rArr = rArr =
Odgovor je pod B
Vježba 277
Na dva nepomična tijela masa m i 9 m počinje djelovati jednaka sila F na putu s Koliki je
omjer kinetičkih energija na kraju puta s
11 1 1 1 6 3 9 3
2 2 2 2
v v v vA B C D
v v v v= = = =
Rezultat B
Zadatak 278 (Marija gimnazija)
Tijelo mase 3 kg guramo jednoliko duž kosine koja je dugačka 4 m a visoka 2 m Trenje
zanemarujemo Koliki se rad obavi nad tijelom ako ga guramo od dna do vrha kosine (g = 10 ms2)
Rješenje 278
m = 3 kg v = konst s = 4 m h = 2 m g = 10 ms2 W =
Potencijalna energija je energija mentildeudjelovanja tijela Ona ovisi o mentildeusobnom položaju tijela ili o
mentildeusobnom položaju dijelova tijela U polju sile teže tijelo mase m ima gravitacijsku potencijalnu
energiju
E m g hgp = sdot sdot
gdje je g akceleracija slobodnog pada a h vertikalna udaljenost tijela od mjesta gdje bi prema
dogovoru tijelo imalo energiju nula
Tijelo obavlja rad W ako djeluje nekom silom F na putu s na drugo tijelo Ako sila djeluje u smjeru
gibanja tijela vrijedi
W F s= sdot
Kad tijelo obavlja rad mijenja mu se energija Promjena energije tijela jednaka je utrošenom radu
Silu kojom Zemlja privlači sva tijela nazivamo silom težom Pod djelovanjem sile teže sva tijela
padaju na Zemlju ili pritišću na njezinu površinu
Akceleracija kojom tijela padaju na Zemlju naziva se akceleracijom slobodnog pada Prema drugom
Newtonovom poučku
G m g= sdot
gdje je G sila teža m masa tijela i g akceleracija slobodnog pada koja je za sva tijela na istome mjestu
na Zemlji jednaka
Prvi Newtonov poučak
Ako na tijelo ne djeluje nikakva sila ili je rezultanta svih sila jednaka nuli tijelo miruje ili se giba
jednoliko po pravcu Zato kažemo da je tijelo tromo
Sinus šiljastog kuta pravokutnog trokuta jednak je omjeru duljine katete nasuprot toga kuta i duljine
hipotenuze
Sličnost trokuta
b1
c1
a1
c
b a
C1
A B
C
A1 B1
17
Kažemo da su dva trokuta slična ako postoji pridruživanje vrhova jednog vrhovima drugog tako da su
odgovarajući kutovi jednaki a odgovarajuće stranice proporcionalne
1 1 11 1
1
a b ck
a b cα α β β γ γ= = = = = =
Omjer stranica sličnih trokuta k zovemo koeficijent sličnosti Kraće
Dva su trokuta slična ako su im kutovi sukladni a odgovarajuće stranice proporcionalne (razmjerne)
Kutovi s okomitim kracima
αααα = ββββββββ
αααα
1inačica
Kada tijelo mase m guramo jednoliko duž kosine čija je visina h njegova gravitacijska potencijalna
energija poraste za
E m g hgp∆ = sdot sdot
Promjena energije jednaka je obavljenom radu nad tijelom
3 10 2 60 2
E m g hgp mW m g h kg m J
W Egp s
∆ = sdot sdotrArr = sdot sdot = sdot sdot =
= ∆
2inačica
F2
G
F1
s
h
αααα
αααα
αααα
Silu težu (težinu tijela) G rastavimo na dvije komponente
bull komponentu F1 u smjeru kosine koja tijelo ubrzava niz kosinu
bull komponentu F2 okomitu na kosinu koja pritišće kosinu
Uočimo pravokutne trokute
bull pravokutan trokut čija je kateta F2 i hipotenuza G (žuta boja)
bull pravokutan trokut čija je kateta h i hipotenuza s (plava boja)
αααα
αααα
αααα
h
s
F1
G
F2F2
G
F1
s
h
αααα
αααα
αααα
18
Trokuti su slični jer imaju jednake kutove Zato vrijedi
1sin1 1
1 1
sin
F
F Fh h h hGF G F m g
G s G s s sh
s
G
α
α
=
rArr = rArr = rArr = sdot rArr = sdot sdot
=
sdot
Tijelo se giba jednoliko duž kosine pa sila F kojom guramo tijelo mora biti po iznosu jednaka sili F1
ali suprotnog smjera
αααα
αααα
αααα
h
s
F1
F
G
F2
1
1
F Fh
F m ghsF m g
s
=
rArr = sdot sdot= sdot sdot
Obavljeni rad W nad tijelom koje prevali put s ako se gura od dna do vrha kosine iznosi
23 10 4 60
2 4
h m mW F s W m g s W kg m J
s ms
= sdot rArr = sdot sdot sdot = = sdot sdot sdot =
Vježba 278
Tijelo mase 4 kg guramo jednoliko duž kosine koja je dugačka 4 m a visoka 2 m Trenje
zanemarujemo Koliki se rad obavi nad tijelom ako ga se gura od dna do vrha kosine (g = 10 ms2)
Rezultat 80 J
Zadatak 279 (Matea srednja škola)
Vagon mase 20 t giba se jednoliko po vodoravnoj pruzi brzinom 1 ms te nalijeće na mirni
vagon mase 30 t Koliko se kinetičke energije pretvori u druge oblike energije ako se vagoni nakon
sudara gibaju zajedno
Rješenje 279
m1 = 20 t = 2 104 kg v1 = 1 ms m2 = 30 t = 3 10
4 kg v2 = 0 ms
v1 = v2 = v = Ek =
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast nekog
drugog oblika energije
19
Količinu gibanja definiramo kao umnožak mase tijela i njegove brzine Količina gibanja je vektorska
veličina
kad računamo izno sp m v p m vrarr rarr
= sdot = sdot
Zakon o sačuvanju količine gibanja
Zbroj količina gibanja dva tijela prije njihova mentildeusobnog djelovanja jednak je zbroju njihovih
količina gibanja nakon mentildeusobnog djelovanja To vrijedi i za više od dva tijela
Zakon održanja količina gibanja dvaju tijela masa m1 i m2 kojima su početne brzine bile v1 i v2 a
brzine nakon njihova mentildeusobnog djelovanja v1 i v2 glasi
1 1 2 2 1 1 2
2
m v m v m v m vsdot + sdot = sdot + sdot
Zbroj količina gibanja obaju tijela prije njihova mentildeusobnog djelovanja jednak je zbroju njihovih
količina gibanja nakon mentildeusobnog djelovanja
Uporabom zakona o očuvanju količine gibanja odredimo brzinu v kojom se vagoni zajedno gibaju
nakon sudara
01 1 2 2 1 1 2 2 1 1 2 1 2
m v m v m v m v m v m m v m vsdot + sdot = sdot + sdot rArr sdot + sdot = sdot + sdot rArr
( ) ( ) 1 11 1 1 2 1 1 1 2
1
2 1 2
1
m vm v m m v m v m m v v
m mm m
sdotrArr sdot = + sdot rArr sdot = + sdot rArr =
+sdot
+=
42 10 1
04 4 4
2 10 3 10
mkg
ms
skg kg
sdot sdot= =
sdot + sdot
Računamo kinetičke energije
bull prije sudara prvog vagona mase m1 i brzine v1
1 21 11 2
E m vk
= sdot sdot
bull prije sudara drugog vagona mase m2 koji miruje
02
Ek
=
bull nakon sudara vagona koji se zajedno gibaju brzinom v
( )1 2
1 22E m m v
kz= sdot + sdot
Razlika kinetičke energije prije i poslije sudara pretvori se u druge oblike energije
( )1 12 21 1 1 21 2 2
E E E E m v m m vk k kz k
∆ = minus rArr ∆ = sdot sdot minus sdot + sdot =
( )2 2
1 14 4 4 32 10 1 2 10 3 10 04 6000 6 10 6
2 2
m mkg kg kg J J kJ
s s
= sdot sdot sdot minus sdot sdot + sdot sdot = = sdot =
vv1
m2m1m2m1
Vježba 279
Vagon mase 20 t giba se jednoliko po vodoravnoj pruzi brzinom 36 kmh te nalijeće na mirni
vagon mase 30 t Koliko se kinetičke energije pretvori u druge oblike energije ako se vagoni nakon
sudara gibaju zajedno
Rezultat 6 kJ
20
Zadatak 280 (Saša tehnička škola)
Tane mase m doleti horizontalno do drvene kugle koja je na podu Tane proleti središtem
kugle Treba odrediti kolika je energija prešla u toplinu ako je v1 brzina taneta prije nego što je
pogodilo kuglu v2 brzina taneta nakon prolaza kroz kuglu a mk masa kugle Trenje izmentildeu poda i
kugle zanemarimo
Rješenje 280
m1 = m v2 = 0 ms kugla miruje v1 = v1 v1 = v2 m2 = mk v2 =
Q =
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast nekog
drugog oblika energije
Količinu gibanja definiramo kao umnožak mase tijela i njegove brzine Količina gibanja je vektorska
veličina
kad računamo izno sp m v p m vrarr rarr
= sdot = sdot
Zakon o sačuvanju količine gibanja
Zbroj količina gibanja dva tijela prije njihova mentildeusobnog djelovanja jednak je zbroju njihovih
količina gibanja nakon mentildeusobnog djelovanja To vrijedi i za više od dva tijela
Zakon održanja količina gibanja dvaju tijela masa m1 i m2 kojima su početne brzine bile v1 i v2 a
brzine nakon njihova mentildeusobnog djelovanja v1 i v2 glasi
1 1 2 2 1 1 2
2
m v m v m v m vsdot + sdot = sdot + sdot
Zbroj količina gibanja obaju tijela prije njihova mentildeusobnog djelovanja jednak je zbroju njihovih
količina gibanja nakon mentildeusobnog djelovanja
Uporabom zakona o očuvanju količine gibanja odredimo brzinu v2 kugle nakon što kroz nju proleti
tane
01 1 2 2 1 1 2 2 1 2 2
m v m v m v m v m v m m v m vk k
sdot + sdot = sdot + sdot rArr sdot + sdot = sdot + sdot rArr
01 2 2 1 2 2 2 2 1
m v m v m v m v m v m v m v m v m vk k k
rArr sdot + = sdot + sdot rArr sdot = sdot + sdot rArr sdot + sdot = sdot rArr
( ) ( ) 2 1 2 2
1
1 2 2 1 2m v m v m v m v m v v m v m v v
k k mk
krArr sdot = sdot minus sdot rArr sdot = sdot = sdot minus sdotminus rArr sdot rArr
( ) 2 1 2
mv v v
mk
rArr = sdot minus
Računamo kinetičku energiju
bull taneta mase m koje se giba brzinom v1 prije nego što prontildee kroz kuglu
1 211 2
E m vk
= sdot sdot
bull kugle mase mk koja miruje
10 0
2 22E m E
k k k= sdot sdot rArr =
bull taneta mase m koje se giba brzinom v2 nakon što je prošlo središtem kugle
21
1 223 2
E m vk
= sdot sdot
bull kugle mase mk koja se giba brzinom v2 nakon što je kroz nju prošlo tane
( ) ( ) ( )2
22 21 1 12 1 2 1 24 4 4 22 2 2
m mE m v E m v v E m v v
k k k k k km mk k
= sdot sdot rArr = sdot sdot sdot minus rArr = sdot sdot sdot minus rArr
( ) ( )2 22 21 1
1 2 1 24 42 22
m mE v v E v v
k kk mm kk
mrArr = sdot sdot sdot minus rArr = sdot sdot minus
Zbroj kinetičkih energija prije prolaza taneta kroz drvenu kuglu iznosi
1 12 20
1 1 1 1 11 2 2 2E E E E m v E m v
k k= + rArr = sdot sdot + rArr = sdot sdot
Zbroj kinetičkih energija nakon prolaza taneta kroz drvenu kuglu je
( )2 21 12
2 2 2 1 23 4 2 2
mE E E E m v v v
k k mk
= + rArr = sdot sdot + sdot sdot minus
Energija koja je prešla u toplinsku jednaka je razlici kinetičke energije prije i poslije prolaza taneta
kroz kuglu
( )2 21 1 12 2
1 2 1 2 1 22 2 2
mQ E Q E E Q m v m v v v
k mk
= ∆ rArr = minus rArr = sdot sdot minus sdot sdot + sdot sdot minus rArr
( ) ( )2 2 21 1 12 2 2 2
1 2 1 2 1 2 1 22 2 2 2
m m mQ m v m v v v Q v v v v
m mk k
rArr = sdot sdot minus sdot sdot minus sdot sdot minus rArr = sdot minus minus sdot minus
v2
v2v1
Vježba 280
Tane mase m doleti horizontalno do drvene kugle koja je na podu Tane proleti središtem
kugle Treba odrediti kolika je energija prešla u toplinu ako je v1 brzina taneta prije nego što je
pogodilo kuglu v2 brzina taneta nakon prolaza kroz kuglu a 123 middot m masa kugle Trenje izmentildeu poda
i kugle zanemarimo
Rezultat ( )212 2
1 2 1 22 123
mQ v v v v
= sdot minus minus sdot minus
12
Vježba 273
Dizalica snage 3600 W podiže tijelo mase 200 kg na visinu 40 m Koliko dugo traje
podizanje (ubrzanje sile teže g = 10 ms2)
Rezultat 2222 s
Zadatak 274 (Ante srednja škola)
Kolica mase 80 kg brzine 4 ms zaustave se sabijajući dugu oprugu za 40 cm Odredi
konstantu opruge
Rješenje 274
m = 80 kg v = 4 ms x = 40 cm = 04 m k =
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Titranje je periodično gibanje oko ravnotežnog položaja Periodično gibanje je gibanje koje se
ponavlja nakon odrentildeenog vremenskog intervala (perioda) Najjednostavnije titranje je harmoničko
titranje tj titranje koje uzrokuje harmonijska (elastična) sila Ona je razmjerna pomaku iz ravnotežnog
položaja
F k x= minus sdot
Pomaknemo li oprugu iz ravnotežnog položaja stiskanjem ili rastezanjem ona titra oko tog položaja
Svaki pomak od ravnotežnog položaja nazivamo elongacijom a najveći pomak od položaja ravnoteže
nazivamo amplitudom Elastična potencijalna energija opruge dana je formulom
1 2
2E k xep = sdot sdot
gdje je x pomak od ravnotežnog položaja k koeficijent elastičnosti opruge
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
bull Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast
nekog drugog oblika energije
Zbog zakona očuvanja energije kinetička energija kolica bit će jednaka elastičnoj potencijalnoj
energiji sabijene opruge
2
21 1 1
2
12 2 2 2
22 2 2 2
m vE E m v k x m v k x kep
xxk
sdotsdot
= rArr sdot sdot = sdot sdot rArr sdot sdot = sdot sdot rArr = =
2
80 43
8000 8 10 2
04
mkg
N Ns
m mm
s
sdot
= = = sdot
Vježba 274
Kolica mase 80 kg brzine 2 ms zaustave se sabijajući dugu oprugu za 20 cm Odredi
konstantu opruge
Rezultat 8 103 Nm
13
Zadatak 275 (Ivan srednja škola)
Kamen mase 40 grama bačen je vertikalno prema dolje s visine 60 m početnom brzinom 4 ms
i pao je brzinom 32 ms Koliki je obavljen rad (g = 981 ms2)
Rješenje 275 m = 40 g = 004 kg h = 60 m v1 = 4 ms v2 = 32 ms g = 981 ms
2 W =
Potencijalna energija je energija mentildeudjelovanja tijela Ona ovisi o mentildeusobnom položaju tijela ili o
mentildeusobnom položaju dijelova tijela U polju sile teže tijelo mase m ima gravitacijsku potencijalnu
energiju
E m g hgp = sdot sdot
gdje je g akceleracija slobodnog pada a h vertikalna udaljenost tijela od mjesta gdje bi prema
dogovoru tijelo imalo energiju nula
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
bull Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast
nekog drugog oblika energije
Zbog zakona očuvanja energije zbroj rada W koji obavi zaustavna sila (otpor zraka) i kinetičke
energije Ek2 koju kamen ima pri padu jednak je zbroju gravitacijske potencijalne Egp i kinetičke
energije Ek1 kamena u trenutku izbacivanja s visine h
1 12 22 12 1 2 2
W E E E W m v m g h m vgpk k+ = + rArr + sdot sdot = sdot sdot + sdot sdot rArr
1 1 1 12 2 2 21 2 1 22 2 2 2
W m g h m v m v W m g h v vrArr = sdot sdot + sdot sdot minus sdot sdot rArr = sdot sdot + sdot minus sdot =
2 21 1
004 981 60 4 32 3384 J2 2 2
m m mkg m
s ss
= sdot sdot + sdot minus sdot =
Vježba 275
Kamen mase 80 grama bačen je vertikalno prema dolje s visine 60 m početnom brzinom 4 ms
i pao je brzinom 32 ms Koliki je obavljen rad (g = 981 ms2)
Rezultat 6768 J
Zadatak 276 (Any gimnazija)
Na dva nepomična tijela masa m i 4 m počinje djelovati jednaka sila F na putu s Koliki je
omjer kinetičkih energija na kraju puta s
1 2 3 4A B C D
Rješenje 276
m1 = m m2 = 4 m F1 = F2 = F s 1
2
Ek
Ek
=
Tijelo obavlja rad W ako djeluje nekom silom F na putu s na drugo tijelo Ako sila djeluje u smjeru
gibanja tijela vrijedi
W F s= sdot
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
14
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Kad tijelo obavlja rad mijenja mu se energija Promjena energije tijela jednaka je utrošenom radu
Da bi se tijelu povećala kinetička energija mora okolica na njemu obaviti rad Ako se tijelu smanjuje
kinetička energija tijelo obavlja rad
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
bull Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast
nekog drugog oblika energije
Kinetička energija tijela jednaka je utrošenom radu sile F na putu s Zato vrijedi
bull
11
11
1 11
11
E Wk
E Wk
W F s E F sk
W F sF F
==
= sdot rArr rArr = sdot= sdot
=
bull
22
22
2 22
22
E Wk
E Wk
W F s E F sk
W F sF F
==
= sdot rArr rArr = sdot= sdot
=
Omjer kinetičkih energija na kraju puta s iznosi
1 1 1 1
2 2 2
E E Ek k kF s
E F s E Ek k
F s
F sk
sdot= rArr =
sdotrArr =
sdot sdot
Odgovor je pod A
Vježba 276
Na dva nepomična tijela masa m i 3 m počinje djelovati jednaka sila F na putu s Koliki je
omjer kinetičkih energija na kraju puta s
1 2 3 4A B C D
Rezultat A
Zadatak 277 (Any gimnazija)
Na dva nepomična tijela masa m i 4 m počinje djelovati jednaka sila F na putu s Koliki je
omjer brzina tijela na kraju puta s
11 1 1 1 1 2 4 2
2 2 2 2
v v v vA B C D
v v v v= = = =
Rješenje 277
m1 = m m2 = 4 m F1 = F2 = F s 1
2
v
v=
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Kad tijelo obavlja rad mijenja mu se energija Promjena energije tijela jednaka je utrošenom radu
Da bi se tijelu povećala kinetička energija mora okolica na njemu obaviti rad Ako se tijelu smanjuje
15
kinetička energija tijelo obavlja rad
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
bull Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast
nekog drugog oblika energije
Tijelo obavlja rad W ako djeluje nekom silom F na putu s na drugo tijelo Ako sila djeluje u smjeru
gibanja tijela vrijedi
W F s= sdot
Jednoliko ubrzano gibanje duž puta s jest gibanje za koje vrijedi izraz
22 v a s= sdot sdot
gdje su v brzina za tijelo pošto se pokrenulo iz mirovanja i gibalo jednoliko ubrzano akceleracijom a
za vrijeme t
Drugi Newtonov poučak Ako na tijelo djeluje stalna sila u smjeru njegova gibanja tijelo ima
akceleraciju koja je proporcionalna sili a obrnuto proporcionalna masi tijela te ima isti smjer kao i
sila
F
a F m am
= rArr = sdot
1inačica
Budući da na dva nepomična tijela masa m1 i m2 počinje djelovati jednaka sila F na putu s vrijedi
bull podijelimo
jedna
2 21 1 2 21 1
22 džbe22 11
F ma
a
a F m a v va s s
F m a F mv a sv a s
= sdot = sdot sdot sdot sdot sdotrArr rArr rArr = rArr = rArr
sdot sdot= sdot sdot= sdot sdot
2 22 2 2
2 22 21 1
1 1 1
v vs s F s F s F sv v v
F m F m m m mF
sdot sdot sdot sdot sdot sdot sdot sdotrArr = rArr = rArr = rArr = rArr =sdot
bull podijelimo 2
jednadžbe
2 242 2 22 222 422 22
4
Fa
a
m a F m a v va s s
F m a F mv a sv a s
= sdot = sdot sdot sdot sdot sdot sdotrArr rArr rArr = rArr = rArr
sdot sdot sdot sdot= sdot sdot= sdot sdot
2 22 22 2
2 2 22 2 2 2 2
v vs s F s F s F sv v v
F m F m m m mF
sdot sdot sdotrArr = rArr = rArr = rArr = rArr =
sdot sdot sdot sdot sdotsdot
Omjer brzina tijela na kraju puta s je
2 2 2 2
1 1 1 1 1 1 14 21
2 2 2 2 2 22 2 22
F s F sv v v v v vm m
F sv v v v v vF s
mm
F s
m
F s
m
sdot
sdot
sdot sdot sdot sdot sdot
= rArr = rArr = rArr = rArr = rArr =sdotsdot
sdot sdotsdot
Odgovor je pod B
2inačica
Kinetička energija tijela jednaka je utrošenom radu sile F na putu s Zato vrijedi
1 12 21 1 1 podij1 11 2 2
1 12 22
elimo
jedna42 2 2 2 22
žbe
2
d
E W m v F s m v F sk
E Wk m v F s m v F s
= sdot sdot = sdot sdot sdot = sdot
rArr rArr rArr rArr=
sdot sdot = sdot sdot sdot sdot = sdot
16
1
2 41
2
1 2 2 2 21 12 1 11 1
2 21 2 2 4 44 4 2 22 22
mm v v v vF s
F s v v
F s
Fmm v v
s
sdot sdot sdotsdot
rArr = rArr = rArr = rArr = rArrsdot sdot sdotsdot sdot sdot sdot sdot
sdotsdot
sdotsdot
sdot
2 221 1 1 1 14 4 4 4 22
2 2 2 22
v v v v v
v v v vv
rArr = rArr = rArr = rArr = rArr =
Odgovor je pod B
Vježba 277
Na dva nepomična tijela masa m i 9 m počinje djelovati jednaka sila F na putu s Koliki je
omjer kinetičkih energija na kraju puta s
11 1 1 1 6 3 9 3
2 2 2 2
v v v vA B C D
v v v v= = = =
Rezultat B
Zadatak 278 (Marija gimnazija)
Tijelo mase 3 kg guramo jednoliko duž kosine koja je dugačka 4 m a visoka 2 m Trenje
zanemarujemo Koliki se rad obavi nad tijelom ako ga guramo od dna do vrha kosine (g = 10 ms2)
Rješenje 278
m = 3 kg v = konst s = 4 m h = 2 m g = 10 ms2 W =
Potencijalna energija je energija mentildeudjelovanja tijela Ona ovisi o mentildeusobnom položaju tijela ili o
mentildeusobnom položaju dijelova tijela U polju sile teže tijelo mase m ima gravitacijsku potencijalnu
energiju
E m g hgp = sdot sdot
gdje je g akceleracija slobodnog pada a h vertikalna udaljenost tijela od mjesta gdje bi prema
dogovoru tijelo imalo energiju nula
Tijelo obavlja rad W ako djeluje nekom silom F na putu s na drugo tijelo Ako sila djeluje u smjeru
gibanja tijela vrijedi
W F s= sdot
Kad tijelo obavlja rad mijenja mu se energija Promjena energije tijela jednaka je utrošenom radu
Silu kojom Zemlja privlači sva tijela nazivamo silom težom Pod djelovanjem sile teže sva tijela
padaju na Zemlju ili pritišću na njezinu površinu
Akceleracija kojom tijela padaju na Zemlju naziva se akceleracijom slobodnog pada Prema drugom
Newtonovom poučku
G m g= sdot
gdje je G sila teža m masa tijela i g akceleracija slobodnog pada koja je za sva tijela na istome mjestu
na Zemlji jednaka
Prvi Newtonov poučak
Ako na tijelo ne djeluje nikakva sila ili je rezultanta svih sila jednaka nuli tijelo miruje ili se giba
jednoliko po pravcu Zato kažemo da je tijelo tromo
Sinus šiljastog kuta pravokutnog trokuta jednak je omjeru duljine katete nasuprot toga kuta i duljine
hipotenuze
Sličnost trokuta
b1
c1
a1
c
b a
C1
A B
C
A1 B1
17
Kažemo da su dva trokuta slična ako postoji pridruživanje vrhova jednog vrhovima drugog tako da su
odgovarajući kutovi jednaki a odgovarajuće stranice proporcionalne
1 1 11 1
1
a b ck
a b cα α β β γ γ= = = = = =
Omjer stranica sličnih trokuta k zovemo koeficijent sličnosti Kraće
Dva su trokuta slična ako su im kutovi sukladni a odgovarajuće stranice proporcionalne (razmjerne)
Kutovi s okomitim kracima
αααα = ββββββββ
αααα
1inačica
Kada tijelo mase m guramo jednoliko duž kosine čija je visina h njegova gravitacijska potencijalna
energija poraste za
E m g hgp∆ = sdot sdot
Promjena energije jednaka je obavljenom radu nad tijelom
3 10 2 60 2
E m g hgp mW m g h kg m J
W Egp s
∆ = sdot sdotrArr = sdot sdot = sdot sdot =
= ∆
2inačica
F2
G
F1
s
h
αααα
αααα
αααα
Silu težu (težinu tijela) G rastavimo na dvije komponente
bull komponentu F1 u smjeru kosine koja tijelo ubrzava niz kosinu
bull komponentu F2 okomitu na kosinu koja pritišće kosinu
Uočimo pravokutne trokute
bull pravokutan trokut čija je kateta F2 i hipotenuza G (žuta boja)
bull pravokutan trokut čija je kateta h i hipotenuza s (plava boja)
αααα
αααα
αααα
h
s
F1
G
F2F2
G
F1
s
h
αααα
αααα
αααα
18
Trokuti su slični jer imaju jednake kutove Zato vrijedi
1sin1 1
1 1
sin
F
F Fh h h hGF G F m g
G s G s s sh
s
G
α
α
=
rArr = rArr = rArr = sdot rArr = sdot sdot
=
sdot
Tijelo se giba jednoliko duž kosine pa sila F kojom guramo tijelo mora biti po iznosu jednaka sili F1
ali suprotnog smjera
αααα
αααα
αααα
h
s
F1
F
G
F2
1
1
F Fh
F m ghsF m g
s
=
rArr = sdot sdot= sdot sdot
Obavljeni rad W nad tijelom koje prevali put s ako se gura od dna do vrha kosine iznosi
23 10 4 60
2 4
h m mW F s W m g s W kg m J
s ms
= sdot rArr = sdot sdot sdot = = sdot sdot sdot =
Vježba 278
Tijelo mase 4 kg guramo jednoliko duž kosine koja je dugačka 4 m a visoka 2 m Trenje
zanemarujemo Koliki se rad obavi nad tijelom ako ga se gura od dna do vrha kosine (g = 10 ms2)
Rezultat 80 J
Zadatak 279 (Matea srednja škola)
Vagon mase 20 t giba se jednoliko po vodoravnoj pruzi brzinom 1 ms te nalijeće na mirni
vagon mase 30 t Koliko se kinetičke energije pretvori u druge oblike energije ako se vagoni nakon
sudara gibaju zajedno
Rješenje 279
m1 = 20 t = 2 104 kg v1 = 1 ms m2 = 30 t = 3 10
4 kg v2 = 0 ms
v1 = v2 = v = Ek =
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast nekog
drugog oblika energije
19
Količinu gibanja definiramo kao umnožak mase tijela i njegove brzine Količina gibanja je vektorska
veličina
kad računamo izno sp m v p m vrarr rarr
= sdot = sdot
Zakon o sačuvanju količine gibanja
Zbroj količina gibanja dva tijela prije njihova mentildeusobnog djelovanja jednak je zbroju njihovih
količina gibanja nakon mentildeusobnog djelovanja To vrijedi i za više od dva tijela
Zakon održanja količina gibanja dvaju tijela masa m1 i m2 kojima su početne brzine bile v1 i v2 a
brzine nakon njihova mentildeusobnog djelovanja v1 i v2 glasi
1 1 2 2 1 1 2
2
m v m v m v m vsdot + sdot = sdot + sdot
Zbroj količina gibanja obaju tijela prije njihova mentildeusobnog djelovanja jednak je zbroju njihovih
količina gibanja nakon mentildeusobnog djelovanja
Uporabom zakona o očuvanju količine gibanja odredimo brzinu v kojom se vagoni zajedno gibaju
nakon sudara
01 1 2 2 1 1 2 2 1 1 2 1 2
m v m v m v m v m v m m v m vsdot + sdot = sdot + sdot rArr sdot + sdot = sdot + sdot rArr
( ) ( ) 1 11 1 1 2 1 1 1 2
1
2 1 2
1
m vm v m m v m v m m v v
m mm m
sdotrArr sdot = + sdot rArr sdot = + sdot rArr =
+sdot
+=
42 10 1
04 4 4
2 10 3 10
mkg
ms
skg kg
sdot sdot= =
sdot + sdot
Računamo kinetičke energije
bull prije sudara prvog vagona mase m1 i brzine v1
1 21 11 2
E m vk
= sdot sdot
bull prije sudara drugog vagona mase m2 koji miruje
02
Ek
=
bull nakon sudara vagona koji se zajedno gibaju brzinom v
( )1 2
1 22E m m v
kz= sdot + sdot
Razlika kinetičke energije prije i poslije sudara pretvori se u druge oblike energije
( )1 12 21 1 1 21 2 2
E E E E m v m m vk k kz k
∆ = minus rArr ∆ = sdot sdot minus sdot + sdot =
( )2 2
1 14 4 4 32 10 1 2 10 3 10 04 6000 6 10 6
2 2
m mkg kg kg J J kJ
s s
= sdot sdot sdot minus sdot sdot + sdot sdot = = sdot =
vv1
m2m1m2m1
Vježba 279
Vagon mase 20 t giba se jednoliko po vodoravnoj pruzi brzinom 36 kmh te nalijeće na mirni
vagon mase 30 t Koliko se kinetičke energije pretvori u druge oblike energije ako se vagoni nakon
sudara gibaju zajedno
Rezultat 6 kJ
20
Zadatak 280 (Saša tehnička škola)
Tane mase m doleti horizontalno do drvene kugle koja je na podu Tane proleti središtem
kugle Treba odrediti kolika je energija prešla u toplinu ako je v1 brzina taneta prije nego što je
pogodilo kuglu v2 brzina taneta nakon prolaza kroz kuglu a mk masa kugle Trenje izmentildeu poda i
kugle zanemarimo
Rješenje 280
m1 = m v2 = 0 ms kugla miruje v1 = v1 v1 = v2 m2 = mk v2 =
Q =
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast nekog
drugog oblika energije
Količinu gibanja definiramo kao umnožak mase tijela i njegove brzine Količina gibanja je vektorska
veličina
kad računamo izno sp m v p m vrarr rarr
= sdot = sdot
Zakon o sačuvanju količine gibanja
Zbroj količina gibanja dva tijela prije njihova mentildeusobnog djelovanja jednak je zbroju njihovih
količina gibanja nakon mentildeusobnog djelovanja To vrijedi i za više od dva tijela
Zakon održanja količina gibanja dvaju tijela masa m1 i m2 kojima su početne brzine bile v1 i v2 a
brzine nakon njihova mentildeusobnog djelovanja v1 i v2 glasi
1 1 2 2 1 1 2
2
m v m v m v m vsdot + sdot = sdot + sdot
Zbroj količina gibanja obaju tijela prije njihova mentildeusobnog djelovanja jednak je zbroju njihovih
količina gibanja nakon mentildeusobnog djelovanja
Uporabom zakona o očuvanju količine gibanja odredimo brzinu v2 kugle nakon što kroz nju proleti
tane
01 1 2 2 1 1 2 2 1 2 2
m v m v m v m v m v m m v m vk k
sdot + sdot = sdot + sdot rArr sdot + sdot = sdot + sdot rArr
01 2 2 1 2 2 2 2 1
m v m v m v m v m v m v m v m v m vk k k
rArr sdot + = sdot + sdot rArr sdot = sdot + sdot rArr sdot + sdot = sdot rArr
( ) ( ) 2 1 2 2
1
1 2 2 1 2m v m v m v m v m v v m v m v v
k k mk
krArr sdot = sdot minus sdot rArr sdot = sdot = sdot minus sdotminus rArr sdot rArr
( ) 2 1 2
mv v v
mk
rArr = sdot minus
Računamo kinetičku energiju
bull taneta mase m koje se giba brzinom v1 prije nego što prontildee kroz kuglu
1 211 2
E m vk
= sdot sdot
bull kugle mase mk koja miruje
10 0
2 22E m E
k k k= sdot sdot rArr =
bull taneta mase m koje se giba brzinom v2 nakon što je prošlo središtem kugle
21
1 223 2
E m vk
= sdot sdot
bull kugle mase mk koja se giba brzinom v2 nakon što je kroz nju prošlo tane
( ) ( ) ( )2
22 21 1 12 1 2 1 24 4 4 22 2 2
m mE m v E m v v E m v v
k k k k k km mk k
= sdot sdot rArr = sdot sdot sdot minus rArr = sdot sdot sdot minus rArr
( ) ( )2 22 21 1
1 2 1 24 42 22
m mE v v E v v
k kk mm kk
mrArr = sdot sdot sdot minus rArr = sdot sdot minus
Zbroj kinetičkih energija prije prolaza taneta kroz drvenu kuglu iznosi
1 12 20
1 1 1 1 11 2 2 2E E E E m v E m v
k k= + rArr = sdot sdot + rArr = sdot sdot
Zbroj kinetičkih energija nakon prolaza taneta kroz drvenu kuglu je
( )2 21 12
2 2 2 1 23 4 2 2
mE E E E m v v v
k k mk
= + rArr = sdot sdot + sdot sdot minus
Energija koja je prešla u toplinsku jednaka je razlici kinetičke energije prije i poslije prolaza taneta
kroz kuglu
( )2 21 1 12 2
1 2 1 2 1 22 2 2
mQ E Q E E Q m v m v v v
k mk
= ∆ rArr = minus rArr = sdot sdot minus sdot sdot + sdot sdot minus rArr
( ) ( )2 2 21 1 12 2 2 2
1 2 1 2 1 2 1 22 2 2 2
m m mQ m v m v v v Q v v v v
m mk k
rArr = sdot sdot minus sdot sdot minus sdot sdot minus rArr = sdot minus minus sdot minus
v2
v2v1
Vježba 280
Tane mase m doleti horizontalno do drvene kugle koja je na podu Tane proleti središtem
kugle Treba odrediti kolika je energija prešla u toplinu ako je v1 brzina taneta prije nego što je
pogodilo kuglu v2 brzina taneta nakon prolaza kroz kuglu a 123 middot m masa kugle Trenje izmentildeu poda
i kugle zanemarimo
Rezultat ( )212 2
1 2 1 22 123
mQ v v v v
= sdot minus minus sdot minus
13
Zadatak 275 (Ivan srednja škola)
Kamen mase 40 grama bačen je vertikalno prema dolje s visine 60 m početnom brzinom 4 ms
i pao je brzinom 32 ms Koliki je obavljen rad (g = 981 ms2)
Rješenje 275 m = 40 g = 004 kg h = 60 m v1 = 4 ms v2 = 32 ms g = 981 ms
2 W =
Potencijalna energija je energija mentildeudjelovanja tijela Ona ovisi o mentildeusobnom položaju tijela ili o
mentildeusobnom položaju dijelova tijela U polju sile teže tijelo mase m ima gravitacijsku potencijalnu
energiju
E m g hgp = sdot sdot
gdje je g akceleracija slobodnog pada a h vertikalna udaljenost tijela od mjesta gdje bi prema
dogovoru tijelo imalo energiju nula
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
bull Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast
nekog drugog oblika energije
Zbog zakona očuvanja energije zbroj rada W koji obavi zaustavna sila (otpor zraka) i kinetičke
energije Ek2 koju kamen ima pri padu jednak je zbroju gravitacijske potencijalne Egp i kinetičke
energije Ek1 kamena u trenutku izbacivanja s visine h
1 12 22 12 1 2 2
W E E E W m v m g h m vgpk k+ = + rArr + sdot sdot = sdot sdot + sdot sdot rArr
1 1 1 12 2 2 21 2 1 22 2 2 2
W m g h m v m v W m g h v vrArr = sdot sdot + sdot sdot minus sdot sdot rArr = sdot sdot + sdot minus sdot =
2 21 1
004 981 60 4 32 3384 J2 2 2
m m mkg m
s ss
= sdot sdot + sdot minus sdot =
Vježba 275
Kamen mase 80 grama bačen je vertikalno prema dolje s visine 60 m početnom brzinom 4 ms
i pao je brzinom 32 ms Koliki je obavljen rad (g = 981 ms2)
Rezultat 6768 J
Zadatak 276 (Any gimnazija)
Na dva nepomična tijela masa m i 4 m počinje djelovati jednaka sila F na putu s Koliki je
omjer kinetičkih energija na kraju puta s
1 2 3 4A B C D
Rješenje 276
m1 = m m2 = 4 m F1 = F2 = F s 1
2
Ek
Ek
=
Tijelo obavlja rad W ako djeluje nekom silom F na putu s na drugo tijelo Ako sila djeluje u smjeru
gibanja tijela vrijedi
W F s= sdot
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
14
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Kad tijelo obavlja rad mijenja mu se energija Promjena energije tijela jednaka je utrošenom radu
Da bi se tijelu povećala kinetička energija mora okolica na njemu obaviti rad Ako se tijelu smanjuje
kinetička energija tijelo obavlja rad
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
bull Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast
nekog drugog oblika energije
Kinetička energija tijela jednaka je utrošenom radu sile F na putu s Zato vrijedi
bull
11
11
1 11
11
E Wk
E Wk
W F s E F sk
W F sF F
==
= sdot rArr rArr = sdot= sdot
=
bull
22
22
2 22
22
E Wk
E Wk
W F s E F sk
W F sF F
==
= sdot rArr rArr = sdot= sdot
=
Omjer kinetičkih energija na kraju puta s iznosi
1 1 1 1
2 2 2
E E Ek k kF s
E F s E Ek k
F s
F sk
sdot= rArr =
sdotrArr =
sdot sdot
Odgovor je pod A
Vježba 276
Na dva nepomična tijela masa m i 3 m počinje djelovati jednaka sila F na putu s Koliki je
omjer kinetičkih energija na kraju puta s
1 2 3 4A B C D
Rezultat A
Zadatak 277 (Any gimnazija)
Na dva nepomična tijela masa m i 4 m počinje djelovati jednaka sila F na putu s Koliki je
omjer brzina tijela na kraju puta s
11 1 1 1 1 2 4 2
2 2 2 2
v v v vA B C D
v v v v= = = =
Rješenje 277
m1 = m m2 = 4 m F1 = F2 = F s 1
2
v
v=
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Kad tijelo obavlja rad mijenja mu se energija Promjena energije tijela jednaka je utrošenom radu
Da bi se tijelu povećala kinetička energija mora okolica na njemu obaviti rad Ako se tijelu smanjuje
15
kinetička energija tijelo obavlja rad
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
bull Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast
nekog drugog oblika energije
Tijelo obavlja rad W ako djeluje nekom silom F na putu s na drugo tijelo Ako sila djeluje u smjeru
gibanja tijela vrijedi
W F s= sdot
Jednoliko ubrzano gibanje duž puta s jest gibanje za koje vrijedi izraz
22 v a s= sdot sdot
gdje su v brzina za tijelo pošto se pokrenulo iz mirovanja i gibalo jednoliko ubrzano akceleracijom a
za vrijeme t
Drugi Newtonov poučak Ako na tijelo djeluje stalna sila u smjeru njegova gibanja tijelo ima
akceleraciju koja je proporcionalna sili a obrnuto proporcionalna masi tijela te ima isti smjer kao i
sila
F
a F m am
= rArr = sdot
1inačica
Budući da na dva nepomična tijela masa m1 i m2 počinje djelovati jednaka sila F na putu s vrijedi
bull podijelimo
jedna
2 21 1 2 21 1
22 džbe22 11
F ma
a
a F m a v va s s
F m a F mv a sv a s
= sdot = sdot sdot sdot sdot sdotrArr rArr rArr = rArr = rArr
sdot sdot= sdot sdot= sdot sdot
2 22 2 2
2 22 21 1
1 1 1
v vs s F s F s F sv v v
F m F m m m mF
sdot sdot sdot sdot sdot sdot sdot sdotrArr = rArr = rArr = rArr = rArr =sdot
bull podijelimo 2
jednadžbe
2 242 2 22 222 422 22
4
Fa
a
m a F m a v va s s
F m a F mv a sv a s
= sdot = sdot sdot sdot sdot sdot sdotrArr rArr rArr = rArr = rArr
sdot sdot sdot sdot= sdot sdot= sdot sdot
2 22 22 2
2 2 22 2 2 2 2
v vs s F s F s F sv v v
F m F m m m mF
sdot sdot sdotrArr = rArr = rArr = rArr = rArr =
sdot sdot sdot sdot sdotsdot
Omjer brzina tijela na kraju puta s je
2 2 2 2
1 1 1 1 1 1 14 21
2 2 2 2 2 22 2 22
F s F sv v v v v vm m
F sv v v v v vF s
mm
F s
m
F s
m
sdot
sdot
sdot sdot sdot sdot sdot
= rArr = rArr = rArr = rArr = rArr =sdotsdot
sdot sdotsdot
Odgovor je pod B
2inačica
Kinetička energija tijela jednaka je utrošenom radu sile F na putu s Zato vrijedi
1 12 21 1 1 podij1 11 2 2
1 12 22
elimo
jedna42 2 2 2 22
žbe
2
d
E W m v F s m v F sk
E Wk m v F s m v F s
= sdot sdot = sdot sdot sdot = sdot
rArr rArr rArr rArr=
sdot sdot = sdot sdot sdot sdot = sdot
16
1
2 41
2
1 2 2 2 21 12 1 11 1
2 21 2 2 4 44 4 2 22 22
mm v v v vF s
F s v v
F s
Fmm v v
s
sdot sdot sdotsdot
rArr = rArr = rArr = rArr = rArrsdot sdot sdotsdot sdot sdot sdot sdot
sdotsdot
sdotsdot
sdot
2 221 1 1 1 14 4 4 4 22
2 2 2 22
v v v v v
v v v vv
rArr = rArr = rArr = rArr = rArr =
Odgovor je pod B
Vježba 277
Na dva nepomična tijela masa m i 9 m počinje djelovati jednaka sila F na putu s Koliki je
omjer kinetičkih energija na kraju puta s
11 1 1 1 6 3 9 3
2 2 2 2
v v v vA B C D
v v v v= = = =
Rezultat B
Zadatak 278 (Marija gimnazija)
Tijelo mase 3 kg guramo jednoliko duž kosine koja je dugačka 4 m a visoka 2 m Trenje
zanemarujemo Koliki se rad obavi nad tijelom ako ga guramo od dna do vrha kosine (g = 10 ms2)
Rješenje 278
m = 3 kg v = konst s = 4 m h = 2 m g = 10 ms2 W =
Potencijalna energija je energija mentildeudjelovanja tijela Ona ovisi o mentildeusobnom položaju tijela ili o
mentildeusobnom položaju dijelova tijela U polju sile teže tijelo mase m ima gravitacijsku potencijalnu
energiju
E m g hgp = sdot sdot
gdje je g akceleracija slobodnog pada a h vertikalna udaljenost tijela od mjesta gdje bi prema
dogovoru tijelo imalo energiju nula
Tijelo obavlja rad W ako djeluje nekom silom F na putu s na drugo tijelo Ako sila djeluje u smjeru
gibanja tijela vrijedi
W F s= sdot
Kad tijelo obavlja rad mijenja mu se energija Promjena energije tijela jednaka je utrošenom radu
Silu kojom Zemlja privlači sva tijela nazivamo silom težom Pod djelovanjem sile teže sva tijela
padaju na Zemlju ili pritišću na njezinu površinu
Akceleracija kojom tijela padaju na Zemlju naziva se akceleracijom slobodnog pada Prema drugom
Newtonovom poučku
G m g= sdot
gdje je G sila teža m masa tijela i g akceleracija slobodnog pada koja je za sva tijela na istome mjestu
na Zemlji jednaka
Prvi Newtonov poučak
Ako na tijelo ne djeluje nikakva sila ili je rezultanta svih sila jednaka nuli tijelo miruje ili se giba
jednoliko po pravcu Zato kažemo da je tijelo tromo
Sinus šiljastog kuta pravokutnog trokuta jednak je omjeru duljine katete nasuprot toga kuta i duljine
hipotenuze
Sličnost trokuta
b1
c1
a1
c
b a
C1
A B
C
A1 B1
17
Kažemo da su dva trokuta slična ako postoji pridruživanje vrhova jednog vrhovima drugog tako da su
odgovarajući kutovi jednaki a odgovarajuće stranice proporcionalne
1 1 11 1
1
a b ck
a b cα α β β γ γ= = = = = =
Omjer stranica sličnih trokuta k zovemo koeficijent sličnosti Kraće
Dva su trokuta slična ako su im kutovi sukladni a odgovarajuće stranice proporcionalne (razmjerne)
Kutovi s okomitim kracima
αααα = ββββββββ
αααα
1inačica
Kada tijelo mase m guramo jednoliko duž kosine čija je visina h njegova gravitacijska potencijalna
energija poraste za
E m g hgp∆ = sdot sdot
Promjena energije jednaka je obavljenom radu nad tijelom
3 10 2 60 2
E m g hgp mW m g h kg m J
W Egp s
∆ = sdot sdotrArr = sdot sdot = sdot sdot =
= ∆
2inačica
F2
G
F1
s
h
αααα
αααα
αααα
Silu težu (težinu tijela) G rastavimo na dvije komponente
bull komponentu F1 u smjeru kosine koja tijelo ubrzava niz kosinu
bull komponentu F2 okomitu na kosinu koja pritišće kosinu
Uočimo pravokutne trokute
bull pravokutan trokut čija je kateta F2 i hipotenuza G (žuta boja)
bull pravokutan trokut čija je kateta h i hipotenuza s (plava boja)
αααα
αααα
αααα
h
s
F1
G
F2F2
G
F1
s
h
αααα
αααα
αααα
18
Trokuti su slični jer imaju jednake kutove Zato vrijedi
1sin1 1
1 1
sin
F
F Fh h h hGF G F m g
G s G s s sh
s
G
α
α
=
rArr = rArr = rArr = sdot rArr = sdot sdot
=
sdot
Tijelo se giba jednoliko duž kosine pa sila F kojom guramo tijelo mora biti po iznosu jednaka sili F1
ali suprotnog smjera
αααα
αααα
αααα
h
s
F1
F
G
F2
1
1
F Fh
F m ghsF m g
s
=
rArr = sdot sdot= sdot sdot
Obavljeni rad W nad tijelom koje prevali put s ako se gura od dna do vrha kosine iznosi
23 10 4 60
2 4
h m mW F s W m g s W kg m J
s ms
= sdot rArr = sdot sdot sdot = = sdot sdot sdot =
Vježba 278
Tijelo mase 4 kg guramo jednoliko duž kosine koja je dugačka 4 m a visoka 2 m Trenje
zanemarujemo Koliki se rad obavi nad tijelom ako ga se gura od dna do vrha kosine (g = 10 ms2)
Rezultat 80 J
Zadatak 279 (Matea srednja škola)
Vagon mase 20 t giba se jednoliko po vodoravnoj pruzi brzinom 1 ms te nalijeće na mirni
vagon mase 30 t Koliko se kinetičke energije pretvori u druge oblike energije ako se vagoni nakon
sudara gibaju zajedno
Rješenje 279
m1 = 20 t = 2 104 kg v1 = 1 ms m2 = 30 t = 3 10
4 kg v2 = 0 ms
v1 = v2 = v = Ek =
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast nekog
drugog oblika energije
19
Količinu gibanja definiramo kao umnožak mase tijela i njegove brzine Količina gibanja je vektorska
veličina
kad računamo izno sp m v p m vrarr rarr
= sdot = sdot
Zakon o sačuvanju količine gibanja
Zbroj količina gibanja dva tijela prije njihova mentildeusobnog djelovanja jednak je zbroju njihovih
količina gibanja nakon mentildeusobnog djelovanja To vrijedi i za više od dva tijela
Zakon održanja količina gibanja dvaju tijela masa m1 i m2 kojima su početne brzine bile v1 i v2 a
brzine nakon njihova mentildeusobnog djelovanja v1 i v2 glasi
1 1 2 2 1 1 2
2
m v m v m v m vsdot + sdot = sdot + sdot
Zbroj količina gibanja obaju tijela prije njihova mentildeusobnog djelovanja jednak je zbroju njihovih
količina gibanja nakon mentildeusobnog djelovanja
Uporabom zakona o očuvanju količine gibanja odredimo brzinu v kojom se vagoni zajedno gibaju
nakon sudara
01 1 2 2 1 1 2 2 1 1 2 1 2
m v m v m v m v m v m m v m vsdot + sdot = sdot + sdot rArr sdot + sdot = sdot + sdot rArr
( ) ( ) 1 11 1 1 2 1 1 1 2
1
2 1 2
1
m vm v m m v m v m m v v
m mm m
sdotrArr sdot = + sdot rArr sdot = + sdot rArr =
+sdot
+=
42 10 1
04 4 4
2 10 3 10
mkg
ms
skg kg
sdot sdot= =
sdot + sdot
Računamo kinetičke energije
bull prije sudara prvog vagona mase m1 i brzine v1
1 21 11 2
E m vk
= sdot sdot
bull prije sudara drugog vagona mase m2 koji miruje
02
Ek
=
bull nakon sudara vagona koji se zajedno gibaju brzinom v
( )1 2
1 22E m m v
kz= sdot + sdot
Razlika kinetičke energije prije i poslije sudara pretvori se u druge oblike energije
( )1 12 21 1 1 21 2 2
E E E E m v m m vk k kz k
∆ = minus rArr ∆ = sdot sdot minus sdot + sdot =
( )2 2
1 14 4 4 32 10 1 2 10 3 10 04 6000 6 10 6
2 2
m mkg kg kg J J kJ
s s
= sdot sdot sdot minus sdot sdot + sdot sdot = = sdot =
vv1
m2m1m2m1
Vježba 279
Vagon mase 20 t giba se jednoliko po vodoravnoj pruzi brzinom 36 kmh te nalijeće na mirni
vagon mase 30 t Koliko se kinetičke energije pretvori u druge oblike energije ako se vagoni nakon
sudara gibaju zajedno
Rezultat 6 kJ
20
Zadatak 280 (Saša tehnička škola)
Tane mase m doleti horizontalno do drvene kugle koja je na podu Tane proleti središtem
kugle Treba odrediti kolika je energija prešla u toplinu ako je v1 brzina taneta prije nego što je
pogodilo kuglu v2 brzina taneta nakon prolaza kroz kuglu a mk masa kugle Trenje izmentildeu poda i
kugle zanemarimo
Rješenje 280
m1 = m v2 = 0 ms kugla miruje v1 = v1 v1 = v2 m2 = mk v2 =
Q =
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast nekog
drugog oblika energije
Količinu gibanja definiramo kao umnožak mase tijela i njegove brzine Količina gibanja je vektorska
veličina
kad računamo izno sp m v p m vrarr rarr
= sdot = sdot
Zakon o sačuvanju količine gibanja
Zbroj količina gibanja dva tijela prije njihova mentildeusobnog djelovanja jednak je zbroju njihovih
količina gibanja nakon mentildeusobnog djelovanja To vrijedi i za više od dva tijela
Zakon održanja količina gibanja dvaju tijela masa m1 i m2 kojima su početne brzine bile v1 i v2 a
brzine nakon njihova mentildeusobnog djelovanja v1 i v2 glasi
1 1 2 2 1 1 2
2
m v m v m v m vsdot + sdot = sdot + sdot
Zbroj količina gibanja obaju tijela prije njihova mentildeusobnog djelovanja jednak je zbroju njihovih
količina gibanja nakon mentildeusobnog djelovanja
Uporabom zakona o očuvanju količine gibanja odredimo brzinu v2 kugle nakon što kroz nju proleti
tane
01 1 2 2 1 1 2 2 1 2 2
m v m v m v m v m v m m v m vk k
sdot + sdot = sdot + sdot rArr sdot + sdot = sdot + sdot rArr
01 2 2 1 2 2 2 2 1
m v m v m v m v m v m v m v m v m vk k k
rArr sdot + = sdot + sdot rArr sdot = sdot + sdot rArr sdot + sdot = sdot rArr
( ) ( ) 2 1 2 2
1
1 2 2 1 2m v m v m v m v m v v m v m v v
k k mk
krArr sdot = sdot minus sdot rArr sdot = sdot = sdot minus sdotminus rArr sdot rArr
( ) 2 1 2
mv v v
mk
rArr = sdot minus
Računamo kinetičku energiju
bull taneta mase m koje se giba brzinom v1 prije nego što prontildee kroz kuglu
1 211 2
E m vk
= sdot sdot
bull kugle mase mk koja miruje
10 0
2 22E m E
k k k= sdot sdot rArr =
bull taneta mase m koje se giba brzinom v2 nakon što je prošlo središtem kugle
21
1 223 2
E m vk
= sdot sdot
bull kugle mase mk koja se giba brzinom v2 nakon što je kroz nju prošlo tane
( ) ( ) ( )2
22 21 1 12 1 2 1 24 4 4 22 2 2
m mE m v E m v v E m v v
k k k k k km mk k
= sdot sdot rArr = sdot sdot sdot minus rArr = sdot sdot sdot minus rArr
( ) ( )2 22 21 1
1 2 1 24 42 22
m mE v v E v v
k kk mm kk
mrArr = sdot sdot sdot minus rArr = sdot sdot minus
Zbroj kinetičkih energija prije prolaza taneta kroz drvenu kuglu iznosi
1 12 20
1 1 1 1 11 2 2 2E E E E m v E m v
k k= + rArr = sdot sdot + rArr = sdot sdot
Zbroj kinetičkih energija nakon prolaza taneta kroz drvenu kuglu je
( )2 21 12
2 2 2 1 23 4 2 2
mE E E E m v v v
k k mk
= + rArr = sdot sdot + sdot sdot minus
Energija koja je prešla u toplinsku jednaka je razlici kinetičke energije prije i poslije prolaza taneta
kroz kuglu
( )2 21 1 12 2
1 2 1 2 1 22 2 2
mQ E Q E E Q m v m v v v
k mk
= ∆ rArr = minus rArr = sdot sdot minus sdot sdot + sdot sdot minus rArr
( ) ( )2 2 21 1 12 2 2 2
1 2 1 2 1 2 1 22 2 2 2
m m mQ m v m v v v Q v v v v
m mk k
rArr = sdot sdot minus sdot sdot minus sdot sdot minus rArr = sdot minus minus sdot minus
v2
v2v1
Vježba 280
Tane mase m doleti horizontalno do drvene kugle koja je na podu Tane proleti središtem
kugle Treba odrediti kolika je energija prešla u toplinu ako je v1 brzina taneta prije nego što je
pogodilo kuglu v2 brzina taneta nakon prolaza kroz kuglu a 123 middot m masa kugle Trenje izmentildeu poda
i kugle zanemarimo
Rezultat ( )212 2
1 2 1 22 123
mQ v v v v
= sdot minus minus sdot minus
14
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Kad tijelo obavlja rad mijenja mu se energija Promjena energije tijela jednaka je utrošenom radu
Da bi se tijelu povećala kinetička energija mora okolica na njemu obaviti rad Ako se tijelu smanjuje
kinetička energija tijelo obavlja rad
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
bull Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast
nekog drugog oblika energije
Kinetička energija tijela jednaka je utrošenom radu sile F na putu s Zato vrijedi
bull
11
11
1 11
11
E Wk
E Wk
W F s E F sk
W F sF F
==
= sdot rArr rArr = sdot= sdot
=
bull
22
22
2 22
22
E Wk
E Wk
W F s E F sk
W F sF F
==
= sdot rArr rArr = sdot= sdot
=
Omjer kinetičkih energija na kraju puta s iznosi
1 1 1 1
2 2 2
E E Ek k kF s
E F s E Ek k
F s
F sk
sdot= rArr =
sdotrArr =
sdot sdot
Odgovor je pod A
Vježba 276
Na dva nepomična tijela masa m i 3 m počinje djelovati jednaka sila F na putu s Koliki je
omjer kinetičkih energija na kraju puta s
1 2 3 4A B C D
Rezultat A
Zadatak 277 (Any gimnazija)
Na dva nepomična tijela masa m i 4 m počinje djelovati jednaka sila F na putu s Koliki je
omjer brzina tijela na kraju puta s
11 1 1 1 1 2 4 2
2 2 2 2
v v v vA B C D
v v v v= = = =
Rješenje 277
m1 = m m2 = 4 m F1 = F2 = F s 1
2
v
v=
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Kad tijelo obavlja rad mijenja mu se energija Promjena energije tijela jednaka je utrošenom radu
Da bi se tijelu povećala kinetička energija mora okolica na njemu obaviti rad Ako se tijelu smanjuje
15
kinetička energija tijelo obavlja rad
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
bull Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast
nekog drugog oblika energije
Tijelo obavlja rad W ako djeluje nekom silom F na putu s na drugo tijelo Ako sila djeluje u smjeru
gibanja tijela vrijedi
W F s= sdot
Jednoliko ubrzano gibanje duž puta s jest gibanje za koje vrijedi izraz
22 v a s= sdot sdot
gdje su v brzina za tijelo pošto se pokrenulo iz mirovanja i gibalo jednoliko ubrzano akceleracijom a
za vrijeme t
Drugi Newtonov poučak Ako na tijelo djeluje stalna sila u smjeru njegova gibanja tijelo ima
akceleraciju koja je proporcionalna sili a obrnuto proporcionalna masi tijela te ima isti smjer kao i
sila
F
a F m am
= rArr = sdot
1inačica
Budući da na dva nepomična tijela masa m1 i m2 počinje djelovati jednaka sila F na putu s vrijedi
bull podijelimo
jedna
2 21 1 2 21 1
22 džbe22 11
F ma
a
a F m a v va s s
F m a F mv a sv a s
= sdot = sdot sdot sdot sdot sdotrArr rArr rArr = rArr = rArr
sdot sdot= sdot sdot= sdot sdot
2 22 2 2
2 22 21 1
1 1 1
v vs s F s F s F sv v v
F m F m m m mF
sdot sdot sdot sdot sdot sdot sdot sdotrArr = rArr = rArr = rArr = rArr =sdot
bull podijelimo 2
jednadžbe
2 242 2 22 222 422 22
4
Fa
a
m a F m a v va s s
F m a F mv a sv a s
= sdot = sdot sdot sdot sdot sdot sdotrArr rArr rArr = rArr = rArr
sdot sdot sdot sdot= sdot sdot= sdot sdot
2 22 22 2
2 2 22 2 2 2 2
v vs s F s F s F sv v v
F m F m m m mF
sdot sdot sdotrArr = rArr = rArr = rArr = rArr =
sdot sdot sdot sdot sdotsdot
Omjer brzina tijela na kraju puta s je
2 2 2 2
1 1 1 1 1 1 14 21
2 2 2 2 2 22 2 22
F s F sv v v v v vm m
F sv v v v v vF s
mm
F s
m
F s
m
sdot
sdot
sdot sdot sdot sdot sdot
= rArr = rArr = rArr = rArr = rArr =sdotsdot
sdot sdotsdot
Odgovor je pod B
2inačica
Kinetička energija tijela jednaka je utrošenom radu sile F na putu s Zato vrijedi
1 12 21 1 1 podij1 11 2 2
1 12 22
elimo
jedna42 2 2 2 22
žbe
2
d
E W m v F s m v F sk
E Wk m v F s m v F s
= sdot sdot = sdot sdot sdot = sdot
rArr rArr rArr rArr=
sdot sdot = sdot sdot sdot sdot = sdot
16
1
2 41
2
1 2 2 2 21 12 1 11 1
2 21 2 2 4 44 4 2 22 22
mm v v v vF s
F s v v
F s
Fmm v v
s
sdot sdot sdotsdot
rArr = rArr = rArr = rArr = rArrsdot sdot sdotsdot sdot sdot sdot sdot
sdotsdot
sdotsdot
sdot
2 221 1 1 1 14 4 4 4 22
2 2 2 22
v v v v v
v v v vv
rArr = rArr = rArr = rArr = rArr =
Odgovor je pod B
Vježba 277
Na dva nepomična tijela masa m i 9 m počinje djelovati jednaka sila F na putu s Koliki je
omjer kinetičkih energija na kraju puta s
11 1 1 1 6 3 9 3
2 2 2 2
v v v vA B C D
v v v v= = = =
Rezultat B
Zadatak 278 (Marija gimnazija)
Tijelo mase 3 kg guramo jednoliko duž kosine koja je dugačka 4 m a visoka 2 m Trenje
zanemarujemo Koliki se rad obavi nad tijelom ako ga guramo od dna do vrha kosine (g = 10 ms2)
Rješenje 278
m = 3 kg v = konst s = 4 m h = 2 m g = 10 ms2 W =
Potencijalna energija je energija mentildeudjelovanja tijela Ona ovisi o mentildeusobnom položaju tijela ili o
mentildeusobnom položaju dijelova tijela U polju sile teže tijelo mase m ima gravitacijsku potencijalnu
energiju
E m g hgp = sdot sdot
gdje je g akceleracija slobodnog pada a h vertikalna udaljenost tijela od mjesta gdje bi prema
dogovoru tijelo imalo energiju nula
Tijelo obavlja rad W ako djeluje nekom silom F na putu s na drugo tijelo Ako sila djeluje u smjeru
gibanja tijela vrijedi
W F s= sdot
Kad tijelo obavlja rad mijenja mu se energija Promjena energije tijela jednaka je utrošenom radu
Silu kojom Zemlja privlači sva tijela nazivamo silom težom Pod djelovanjem sile teže sva tijela
padaju na Zemlju ili pritišću na njezinu površinu
Akceleracija kojom tijela padaju na Zemlju naziva se akceleracijom slobodnog pada Prema drugom
Newtonovom poučku
G m g= sdot
gdje je G sila teža m masa tijela i g akceleracija slobodnog pada koja je za sva tijela na istome mjestu
na Zemlji jednaka
Prvi Newtonov poučak
Ako na tijelo ne djeluje nikakva sila ili je rezultanta svih sila jednaka nuli tijelo miruje ili se giba
jednoliko po pravcu Zato kažemo da je tijelo tromo
Sinus šiljastog kuta pravokutnog trokuta jednak je omjeru duljine katete nasuprot toga kuta i duljine
hipotenuze
Sličnost trokuta
b1
c1
a1
c
b a
C1
A B
C
A1 B1
17
Kažemo da su dva trokuta slična ako postoji pridruživanje vrhova jednog vrhovima drugog tako da su
odgovarajući kutovi jednaki a odgovarajuće stranice proporcionalne
1 1 11 1
1
a b ck
a b cα α β β γ γ= = = = = =
Omjer stranica sličnih trokuta k zovemo koeficijent sličnosti Kraće
Dva su trokuta slična ako su im kutovi sukladni a odgovarajuće stranice proporcionalne (razmjerne)
Kutovi s okomitim kracima
αααα = ββββββββ
αααα
1inačica
Kada tijelo mase m guramo jednoliko duž kosine čija je visina h njegova gravitacijska potencijalna
energija poraste za
E m g hgp∆ = sdot sdot
Promjena energije jednaka je obavljenom radu nad tijelom
3 10 2 60 2
E m g hgp mW m g h kg m J
W Egp s
∆ = sdot sdotrArr = sdot sdot = sdot sdot =
= ∆
2inačica
F2
G
F1
s
h
αααα
αααα
αααα
Silu težu (težinu tijela) G rastavimo na dvije komponente
bull komponentu F1 u smjeru kosine koja tijelo ubrzava niz kosinu
bull komponentu F2 okomitu na kosinu koja pritišće kosinu
Uočimo pravokutne trokute
bull pravokutan trokut čija je kateta F2 i hipotenuza G (žuta boja)
bull pravokutan trokut čija je kateta h i hipotenuza s (plava boja)
αααα
αααα
αααα
h
s
F1
G
F2F2
G
F1
s
h
αααα
αααα
αααα
18
Trokuti su slični jer imaju jednake kutove Zato vrijedi
1sin1 1
1 1
sin
F
F Fh h h hGF G F m g
G s G s s sh
s
G
α
α
=
rArr = rArr = rArr = sdot rArr = sdot sdot
=
sdot
Tijelo se giba jednoliko duž kosine pa sila F kojom guramo tijelo mora biti po iznosu jednaka sili F1
ali suprotnog smjera
αααα
αααα
αααα
h
s
F1
F
G
F2
1
1
F Fh
F m ghsF m g
s
=
rArr = sdot sdot= sdot sdot
Obavljeni rad W nad tijelom koje prevali put s ako se gura od dna do vrha kosine iznosi
23 10 4 60
2 4
h m mW F s W m g s W kg m J
s ms
= sdot rArr = sdot sdot sdot = = sdot sdot sdot =
Vježba 278
Tijelo mase 4 kg guramo jednoliko duž kosine koja je dugačka 4 m a visoka 2 m Trenje
zanemarujemo Koliki se rad obavi nad tijelom ako ga se gura od dna do vrha kosine (g = 10 ms2)
Rezultat 80 J
Zadatak 279 (Matea srednja škola)
Vagon mase 20 t giba se jednoliko po vodoravnoj pruzi brzinom 1 ms te nalijeće na mirni
vagon mase 30 t Koliko se kinetičke energije pretvori u druge oblike energije ako se vagoni nakon
sudara gibaju zajedno
Rješenje 279
m1 = 20 t = 2 104 kg v1 = 1 ms m2 = 30 t = 3 10
4 kg v2 = 0 ms
v1 = v2 = v = Ek =
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast nekog
drugog oblika energije
19
Količinu gibanja definiramo kao umnožak mase tijela i njegove brzine Količina gibanja je vektorska
veličina
kad računamo izno sp m v p m vrarr rarr
= sdot = sdot
Zakon o sačuvanju količine gibanja
Zbroj količina gibanja dva tijela prije njihova mentildeusobnog djelovanja jednak je zbroju njihovih
količina gibanja nakon mentildeusobnog djelovanja To vrijedi i za više od dva tijela
Zakon održanja količina gibanja dvaju tijela masa m1 i m2 kojima su početne brzine bile v1 i v2 a
brzine nakon njihova mentildeusobnog djelovanja v1 i v2 glasi
1 1 2 2 1 1 2
2
m v m v m v m vsdot + sdot = sdot + sdot
Zbroj količina gibanja obaju tijela prije njihova mentildeusobnog djelovanja jednak je zbroju njihovih
količina gibanja nakon mentildeusobnog djelovanja
Uporabom zakona o očuvanju količine gibanja odredimo brzinu v kojom se vagoni zajedno gibaju
nakon sudara
01 1 2 2 1 1 2 2 1 1 2 1 2
m v m v m v m v m v m m v m vsdot + sdot = sdot + sdot rArr sdot + sdot = sdot + sdot rArr
( ) ( ) 1 11 1 1 2 1 1 1 2
1
2 1 2
1
m vm v m m v m v m m v v
m mm m
sdotrArr sdot = + sdot rArr sdot = + sdot rArr =
+sdot
+=
42 10 1
04 4 4
2 10 3 10
mkg
ms
skg kg
sdot sdot= =
sdot + sdot
Računamo kinetičke energije
bull prije sudara prvog vagona mase m1 i brzine v1
1 21 11 2
E m vk
= sdot sdot
bull prije sudara drugog vagona mase m2 koji miruje
02
Ek
=
bull nakon sudara vagona koji se zajedno gibaju brzinom v
( )1 2
1 22E m m v
kz= sdot + sdot
Razlika kinetičke energije prije i poslije sudara pretvori se u druge oblike energije
( )1 12 21 1 1 21 2 2
E E E E m v m m vk k kz k
∆ = minus rArr ∆ = sdot sdot minus sdot + sdot =
( )2 2
1 14 4 4 32 10 1 2 10 3 10 04 6000 6 10 6
2 2
m mkg kg kg J J kJ
s s
= sdot sdot sdot minus sdot sdot + sdot sdot = = sdot =
vv1
m2m1m2m1
Vježba 279
Vagon mase 20 t giba se jednoliko po vodoravnoj pruzi brzinom 36 kmh te nalijeće na mirni
vagon mase 30 t Koliko se kinetičke energije pretvori u druge oblike energije ako se vagoni nakon
sudara gibaju zajedno
Rezultat 6 kJ
20
Zadatak 280 (Saša tehnička škola)
Tane mase m doleti horizontalno do drvene kugle koja je na podu Tane proleti središtem
kugle Treba odrediti kolika je energija prešla u toplinu ako je v1 brzina taneta prije nego što je
pogodilo kuglu v2 brzina taneta nakon prolaza kroz kuglu a mk masa kugle Trenje izmentildeu poda i
kugle zanemarimo
Rješenje 280
m1 = m v2 = 0 ms kugla miruje v1 = v1 v1 = v2 m2 = mk v2 =
Q =
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast nekog
drugog oblika energije
Količinu gibanja definiramo kao umnožak mase tijela i njegove brzine Količina gibanja je vektorska
veličina
kad računamo izno sp m v p m vrarr rarr
= sdot = sdot
Zakon o sačuvanju količine gibanja
Zbroj količina gibanja dva tijela prije njihova mentildeusobnog djelovanja jednak je zbroju njihovih
količina gibanja nakon mentildeusobnog djelovanja To vrijedi i za više od dva tijela
Zakon održanja količina gibanja dvaju tijela masa m1 i m2 kojima su početne brzine bile v1 i v2 a
brzine nakon njihova mentildeusobnog djelovanja v1 i v2 glasi
1 1 2 2 1 1 2
2
m v m v m v m vsdot + sdot = sdot + sdot
Zbroj količina gibanja obaju tijela prije njihova mentildeusobnog djelovanja jednak je zbroju njihovih
količina gibanja nakon mentildeusobnog djelovanja
Uporabom zakona o očuvanju količine gibanja odredimo brzinu v2 kugle nakon što kroz nju proleti
tane
01 1 2 2 1 1 2 2 1 2 2
m v m v m v m v m v m m v m vk k
sdot + sdot = sdot + sdot rArr sdot + sdot = sdot + sdot rArr
01 2 2 1 2 2 2 2 1
m v m v m v m v m v m v m v m v m vk k k
rArr sdot + = sdot + sdot rArr sdot = sdot + sdot rArr sdot + sdot = sdot rArr
( ) ( ) 2 1 2 2
1
1 2 2 1 2m v m v m v m v m v v m v m v v
k k mk
krArr sdot = sdot minus sdot rArr sdot = sdot = sdot minus sdotminus rArr sdot rArr
( ) 2 1 2
mv v v
mk
rArr = sdot minus
Računamo kinetičku energiju
bull taneta mase m koje se giba brzinom v1 prije nego što prontildee kroz kuglu
1 211 2
E m vk
= sdot sdot
bull kugle mase mk koja miruje
10 0
2 22E m E
k k k= sdot sdot rArr =
bull taneta mase m koje se giba brzinom v2 nakon što je prošlo središtem kugle
21
1 223 2
E m vk
= sdot sdot
bull kugle mase mk koja se giba brzinom v2 nakon što je kroz nju prošlo tane
( ) ( ) ( )2
22 21 1 12 1 2 1 24 4 4 22 2 2
m mE m v E m v v E m v v
k k k k k km mk k
= sdot sdot rArr = sdot sdot sdot minus rArr = sdot sdot sdot minus rArr
( ) ( )2 22 21 1
1 2 1 24 42 22
m mE v v E v v
k kk mm kk
mrArr = sdot sdot sdot minus rArr = sdot sdot minus
Zbroj kinetičkih energija prije prolaza taneta kroz drvenu kuglu iznosi
1 12 20
1 1 1 1 11 2 2 2E E E E m v E m v
k k= + rArr = sdot sdot + rArr = sdot sdot
Zbroj kinetičkih energija nakon prolaza taneta kroz drvenu kuglu je
( )2 21 12
2 2 2 1 23 4 2 2
mE E E E m v v v
k k mk
= + rArr = sdot sdot + sdot sdot minus
Energija koja je prešla u toplinsku jednaka je razlici kinetičke energije prije i poslije prolaza taneta
kroz kuglu
( )2 21 1 12 2
1 2 1 2 1 22 2 2
mQ E Q E E Q m v m v v v
k mk
= ∆ rArr = minus rArr = sdot sdot minus sdot sdot + sdot sdot minus rArr
( ) ( )2 2 21 1 12 2 2 2
1 2 1 2 1 2 1 22 2 2 2
m m mQ m v m v v v Q v v v v
m mk k
rArr = sdot sdot minus sdot sdot minus sdot sdot minus rArr = sdot minus minus sdot minus
v2
v2v1
Vježba 280
Tane mase m doleti horizontalno do drvene kugle koja je na podu Tane proleti središtem
kugle Treba odrediti kolika je energija prešla u toplinu ako je v1 brzina taneta prije nego što je
pogodilo kuglu v2 brzina taneta nakon prolaza kroz kuglu a 123 middot m masa kugle Trenje izmentildeu poda
i kugle zanemarimo
Rezultat ( )212 2
1 2 1 22 123
mQ v v v v
= sdot minus minus sdot minus
15
kinetička energija tijelo obavlja rad
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
bull Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast
nekog drugog oblika energije
Tijelo obavlja rad W ako djeluje nekom silom F na putu s na drugo tijelo Ako sila djeluje u smjeru
gibanja tijela vrijedi
W F s= sdot
Jednoliko ubrzano gibanje duž puta s jest gibanje za koje vrijedi izraz
22 v a s= sdot sdot
gdje su v brzina za tijelo pošto se pokrenulo iz mirovanja i gibalo jednoliko ubrzano akceleracijom a
za vrijeme t
Drugi Newtonov poučak Ako na tijelo djeluje stalna sila u smjeru njegova gibanja tijelo ima
akceleraciju koja je proporcionalna sili a obrnuto proporcionalna masi tijela te ima isti smjer kao i
sila
F
a F m am
= rArr = sdot
1inačica
Budući da na dva nepomična tijela masa m1 i m2 počinje djelovati jednaka sila F na putu s vrijedi
bull podijelimo
jedna
2 21 1 2 21 1
22 džbe22 11
F ma
a
a F m a v va s s
F m a F mv a sv a s
= sdot = sdot sdot sdot sdot sdotrArr rArr rArr = rArr = rArr
sdot sdot= sdot sdot= sdot sdot
2 22 2 2
2 22 21 1
1 1 1
v vs s F s F s F sv v v
F m F m m m mF
sdot sdot sdot sdot sdot sdot sdot sdotrArr = rArr = rArr = rArr = rArr =sdot
bull podijelimo 2
jednadžbe
2 242 2 22 222 422 22
4
Fa
a
m a F m a v va s s
F m a F mv a sv a s
= sdot = sdot sdot sdot sdot sdot sdotrArr rArr rArr = rArr = rArr
sdot sdot sdot sdot= sdot sdot= sdot sdot
2 22 22 2
2 2 22 2 2 2 2
v vs s F s F s F sv v v
F m F m m m mF
sdot sdot sdotrArr = rArr = rArr = rArr = rArr =
sdot sdot sdot sdot sdotsdot
Omjer brzina tijela na kraju puta s je
2 2 2 2
1 1 1 1 1 1 14 21
2 2 2 2 2 22 2 22
F s F sv v v v v vm m
F sv v v v v vF s
mm
F s
m
F s
m
sdot
sdot
sdot sdot sdot sdot sdot
= rArr = rArr = rArr = rArr = rArr =sdotsdot
sdot sdotsdot
Odgovor je pod B
2inačica
Kinetička energija tijela jednaka je utrošenom radu sile F na putu s Zato vrijedi
1 12 21 1 1 podij1 11 2 2
1 12 22
elimo
jedna42 2 2 2 22
žbe
2
d
E W m v F s m v F sk
E Wk m v F s m v F s
= sdot sdot = sdot sdot sdot = sdot
rArr rArr rArr rArr=
sdot sdot = sdot sdot sdot sdot = sdot
16
1
2 41
2
1 2 2 2 21 12 1 11 1
2 21 2 2 4 44 4 2 22 22
mm v v v vF s
F s v v
F s
Fmm v v
s
sdot sdot sdotsdot
rArr = rArr = rArr = rArr = rArrsdot sdot sdotsdot sdot sdot sdot sdot
sdotsdot
sdotsdot
sdot
2 221 1 1 1 14 4 4 4 22
2 2 2 22
v v v v v
v v v vv
rArr = rArr = rArr = rArr = rArr =
Odgovor je pod B
Vježba 277
Na dva nepomična tijela masa m i 9 m počinje djelovati jednaka sila F na putu s Koliki je
omjer kinetičkih energija na kraju puta s
11 1 1 1 6 3 9 3
2 2 2 2
v v v vA B C D
v v v v= = = =
Rezultat B
Zadatak 278 (Marija gimnazija)
Tijelo mase 3 kg guramo jednoliko duž kosine koja je dugačka 4 m a visoka 2 m Trenje
zanemarujemo Koliki se rad obavi nad tijelom ako ga guramo od dna do vrha kosine (g = 10 ms2)
Rješenje 278
m = 3 kg v = konst s = 4 m h = 2 m g = 10 ms2 W =
Potencijalna energija je energija mentildeudjelovanja tijela Ona ovisi o mentildeusobnom položaju tijela ili o
mentildeusobnom položaju dijelova tijela U polju sile teže tijelo mase m ima gravitacijsku potencijalnu
energiju
E m g hgp = sdot sdot
gdje je g akceleracija slobodnog pada a h vertikalna udaljenost tijela od mjesta gdje bi prema
dogovoru tijelo imalo energiju nula
Tijelo obavlja rad W ako djeluje nekom silom F na putu s na drugo tijelo Ako sila djeluje u smjeru
gibanja tijela vrijedi
W F s= sdot
Kad tijelo obavlja rad mijenja mu se energija Promjena energije tijela jednaka je utrošenom radu
Silu kojom Zemlja privlači sva tijela nazivamo silom težom Pod djelovanjem sile teže sva tijela
padaju na Zemlju ili pritišću na njezinu površinu
Akceleracija kojom tijela padaju na Zemlju naziva se akceleracijom slobodnog pada Prema drugom
Newtonovom poučku
G m g= sdot
gdje je G sila teža m masa tijela i g akceleracija slobodnog pada koja je za sva tijela na istome mjestu
na Zemlji jednaka
Prvi Newtonov poučak
Ako na tijelo ne djeluje nikakva sila ili je rezultanta svih sila jednaka nuli tijelo miruje ili se giba
jednoliko po pravcu Zato kažemo da je tijelo tromo
Sinus šiljastog kuta pravokutnog trokuta jednak je omjeru duljine katete nasuprot toga kuta i duljine
hipotenuze
Sličnost trokuta
b1
c1
a1
c
b a
C1
A B
C
A1 B1
17
Kažemo da su dva trokuta slična ako postoji pridruživanje vrhova jednog vrhovima drugog tako da su
odgovarajući kutovi jednaki a odgovarajuće stranice proporcionalne
1 1 11 1
1
a b ck
a b cα α β β γ γ= = = = = =
Omjer stranica sličnih trokuta k zovemo koeficijent sličnosti Kraće
Dva su trokuta slična ako su im kutovi sukladni a odgovarajuće stranice proporcionalne (razmjerne)
Kutovi s okomitim kracima
αααα = ββββββββ
αααα
1inačica
Kada tijelo mase m guramo jednoliko duž kosine čija je visina h njegova gravitacijska potencijalna
energija poraste za
E m g hgp∆ = sdot sdot
Promjena energije jednaka je obavljenom radu nad tijelom
3 10 2 60 2
E m g hgp mW m g h kg m J
W Egp s
∆ = sdot sdotrArr = sdot sdot = sdot sdot =
= ∆
2inačica
F2
G
F1
s
h
αααα
αααα
αααα
Silu težu (težinu tijela) G rastavimo na dvije komponente
bull komponentu F1 u smjeru kosine koja tijelo ubrzava niz kosinu
bull komponentu F2 okomitu na kosinu koja pritišće kosinu
Uočimo pravokutne trokute
bull pravokutan trokut čija je kateta F2 i hipotenuza G (žuta boja)
bull pravokutan trokut čija je kateta h i hipotenuza s (plava boja)
αααα
αααα
αααα
h
s
F1
G
F2F2
G
F1
s
h
αααα
αααα
αααα
18
Trokuti su slični jer imaju jednake kutove Zato vrijedi
1sin1 1
1 1
sin
F
F Fh h h hGF G F m g
G s G s s sh
s
G
α
α
=
rArr = rArr = rArr = sdot rArr = sdot sdot
=
sdot
Tijelo se giba jednoliko duž kosine pa sila F kojom guramo tijelo mora biti po iznosu jednaka sili F1
ali suprotnog smjera
αααα
αααα
αααα
h
s
F1
F
G
F2
1
1
F Fh
F m ghsF m g
s
=
rArr = sdot sdot= sdot sdot
Obavljeni rad W nad tijelom koje prevali put s ako se gura od dna do vrha kosine iznosi
23 10 4 60
2 4
h m mW F s W m g s W kg m J
s ms
= sdot rArr = sdot sdot sdot = = sdot sdot sdot =
Vježba 278
Tijelo mase 4 kg guramo jednoliko duž kosine koja je dugačka 4 m a visoka 2 m Trenje
zanemarujemo Koliki se rad obavi nad tijelom ako ga se gura od dna do vrha kosine (g = 10 ms2)
Rezultat 80 J
Zadatak 279 (Matea srednja škola)
Vagon mase 20 t giba se jednoliko po vodoravnoj pruzi brzinom 1 ms te nalijeće na mirni
vagon mase 30 t Koliko se kinetičke energije pretvori u druge oblike energije ako se vagoni nakon
sudara gibaju zajedno
Rješenje 279
m1 = 20 t = 2 104 kg v1 = 1 ms m2 = 30 t = 3 10
4 kg v2 = 0 ms
v1 = v2 = v = Ek =
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast nekog
drugog oblika energije
19
Količinu gibanja definiramo kao umnožak mase tijela i njegove brzine Količina gibanja je vektorska
veličina
kad računamo izno sp m v p m vrarr rarr
= sdot = sdot
Zakon o sačuvanju količine gibanja
Zbroj količina gibanja dva tijela prije njihova mentildeusobnog djelovanja jednak je zbroju njihovih
količina gibanja nakon mentildeusobnog djelovanja To vrijedi i za više od dva tijela
Zakon održanja količina gibanja dvaju tijela masa m1 i m2 kojima su početne brzine bile v1 i v2 a
brzine nakon njihova mentildeusobnog djelovanja v1 i v2 glasi
1 1 2 2 1 1 2
2
m v m v m v m vsdot + sdot = sdot + sdot
Zbroj količina gibanja obaju tijela prije njihova mentildeusobnog djelovanja jednak je zbroju njihovih
količina gibanja nakon mentildeusobnog djelovanja
Uporabom zakona o očuvanju količine gibanja odredimo brzinu v kojom se vagoni zajedno gibaju
nakon sudara
01 1 2 2 1 1 2 2 1 1 2 1 2
m v m v m v m v m v m m v m vsdot + sdot = sdot + sdot rArr sdot + sdot = sdot + sdot rArr
( ) ( ) 1 11 1 1 2 1 1 1 2
1
2 1 2
1
m vm v m m v m v m m v v
m mm m
sdotrArr sdot = + sdot rArr sdot = + sdot rArr =
+sdot
+=
42 10 1
04 4 4
2 10 3 10
mkg
ms
skg kg
sdot sdot= =
sdot + sdot
Računamo kinetičke energije
bull prije sudara prvog vagona mase m1 i brzine v1
1 21 11 2
E m vk
= sdot sdot
bull prije sudara drugog vagona mase m2 koji miruje
02
Ek
=
bull nakon sudara vagona koji se zajedno gibaju brzinom v
( )1 2
1 22E m m v
kz= sdot + sdot
Razlika kinetičke energije prije i poslije sudara pretvori se u druge oblike energije
( )1 12 21 1 1 21 2 2
E E E E m v m m vk k kz k
∆ = minus rArr ∆ = sdot sdot minus sdot + sdot =
( )2 2
1 14 4 4 32 10 1 2 10 3 10 04 6000 6 10 6
2 2
m mkg kg kg J J kJ
s s
= sdot sdot sdot minus sdot sdot + sdot sdot = = sdot =
vv1
m2m1m2m1
Vježba 279
Vagon mase 20 t giba se jednoliko po vodoravnoj pruzi brzinom 36 kmh te nalijeće na mirni
vagon mase 30 t Koliko se kinetičke energije pretvori u druge oblike energije ako se vagoni nakon
sudara gibaju zajedno
Rezultat 6 kJ
20
Zadatak 280 (Saša tehnička škola)
Tane mase m doleti horizontalno do drvene kugle koja je na podu Tane proleti središtem
kugle Treba odrediti kolika je energija prešla u toplinu ako je v1 brzina taneta prije nego što je
pogodilo kuglu v2 brzina taneta nakon prolaza kroz kuglu a mk masa kugle Trenje izmentildeu poda i
kugle zanemarimo
Rješenje 280
m1 = m v2 = 0 ms kugla miruje v1 = v1 v1 = v2 m2 = mk v2 =
Q =
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast nekog
drugog oblika energije
Količinu gibanja definiramo kao umnožak mase tijela i njegove brzine Količina gibanja je vektorska
veličina
kad računamo izno sp m v p m vrarr rarr
= sdot = sdot
Zakon o sačuvanju količine gibanja
Zbroj količina gibanja dva tijela prije njihova mentildeusobnog djelovanja jednak je zbroju njihovih
količina gibanja nakon mentildeusobnog djelovanja To vrijedi i za više od dva tijela
Zakon održanja količina gibanja dvaju tijela masa m1 i m2 kojima su početne brzine bile v1 i v2 a
brzine nakon njihova mentildeusobnog djelovanja v1 i v2 glasi
1 1 2 2 1 1 2
2
m v m v m v m vsdot + sdot = sdot + sdot
Zbroj količina gibanja obaju tijela prije njihova mentildeusobnog djelovanja jednak je zbroju njihovih
količina gibanja nakon mentildeusobnog djelovanja
Uporabom zakona o očuvanju količine gibanja odredimo brzinu v2 kugle nakon što kroz nju proleti
tane
01 1 2 2 1 1 2 2 1 2 2
m v m v m v m v m v m m v m vk k
sdot + sdot = sdot + sdot rArr sdot + sdot = sdot + sdot rArr
01 2 2 1 2 2 2 2 1
m v m v m v m v m v m v m v m v m vk k k
rArr sdot + = sdot + sdot rArr sdot = sdot + sdot rArr sdot + sdot = sdot rArr
( ) ( ) 2 1 2 2
1
1 2 2 1 2m v m v m v m v m v v m v m v v
k k mk
krArr sdot = sdot minus sdot rArr sdot = sdot = sdot minus sdotminus rArr sdot rArr
( ) 2 1 2
mv v v
mk
rArr = sdot minus
Računamo kinetičku energiju
bull taneta mase m koje se giba brzinom v1 prije nego što prontildee kroz kuglu
1 211 2
E m vk
= sdot sdot
bull kugle mase mk koja miruje
10 0
2 22E m E
k k k= sdot sdot rArr =
bull taneta mase m koje se giba brzinom v2 nakon što je prošlo središtem kugle
21
1 223 2
E m vk
= sdot sdot
bull kugle mase mk koja se giba brzinom v2 nakon što je kroz nju prošlo tane
( ) ( ) ( )2
22 21 1 12 1 2 1 24 4 4 22 2 2
m mE m v E m v v E m v v
k k k k k km mk k
= sdot sdot rArr = sdot sdot sdot minus rArr = sdot sdot sdot minus rArr
( ) ( )2 22 21 1
1 2 1 24 42 22
m mE v v E v v
k kk mm kk
mrArr = sdot sdot sdot minus rArr = sdot sdot minus
Zbroj kinetičkih energija prije prolaza taneta kroz drvenu kuglu iznosi
1 12 20
1 1 1 1 11 2 2 2E E E E m v E m v
k k= + rArr = sdot sdot + rArr = sdot sdot
Zbroj kinetičkih energija nakon prolaza taneta kroz drvenu kuglu je
( )2 21 12
2 2 2 1 23 4 2 2
mE E E E m v v v
k k mk
= + rArr = sdot sdot + sdot sdot minus
Energija koja je prešla u toplinsku jednaka je razlici kinetičke energije prije i poslije prolaza taneta
kroz kuglu
( )2 21 1 12 2
1 2 1 2 1 22 2 2
mQ E Q E E Q m v m v v v
k mk
= ∆ rArr = minus rArr = sdot sdot minus sdot sdot + sdot sdot minus rArr
( ) ( )2 2 21 1 12 2 2 2
1 2 1 2 1 2 1 22 2 2 2
m m mQ m v m v v v Q v v v v
m mk k
rArr = sdot sdot minus sdot sdot minus sdot sdot minus rArr = sdot minus minus sdot minus
v2
v2v1
Vježba 280
Tane mase m doleti horizontalno do drvene kugle koja je na podu Tane proleti središtem
kugle Treba odrediti kolika je energija prešla u toplinu ako je v1 brzina taneta prije nego što je
pogodilo kuglu v2 brzina taneta nakon prolaza kroz kuglu a 123 middot m masa kugle Trenje izmentildeu poda
i kugle zanemarimo
Rezultat ( )212 2
1 2 1 22 123
mQ v v v v
= sdot minus minus sdot minus
16
1
2 41
2
1 2 2 2 21 12 1 11 1
2 21 2 2 4 44 4 2 22 22
mm v v v vF s
F s v v
F s
Fmm v v
s
sdot sdot sdotsdot
rArr = rArr = rArr = rArr = rArrsdot sdot sdotsdot sdot sdot sdot sdot
sdotsdot
sdotsdot
sdot
2 221 1 1 1 14 4 4 4 22
2 2 2 22
v v v v v
v v v vv
rArr = rArr = rArr = rArr = rArr =
Odgovor je pod B
Vježba 277
Na dva nepomična tijela masa m i 9 m počinje djelovati jednaka sila F na putu s Koliki je
omjer kinetičkih energija na kraju puta s
11 1 1 1 6 3 9 3
2 2 2 2
v v v vA B C D
v v v v= = = =
Rezultat B
Zadatak 278 (Marija gimnazija)
Tijelo mase 3 kg guramo jednoliko duž kosine koja je dugačka 4 m a visoka 2 m Trenje
zanemarujemo Koliki se rad obavi nad tijelom ako ga guramo od dna do vrha kosine (g = 10 ms2)
Rješenje 278
m = 3 kg v = konst s = 4 m h = 2 m g = 10 ms2 W =
Potencijalna energija je energija mentildeudjelovanja tijela Ona ovisi o mentildeusobnom položaju tijela ili o
mentildeusobnom položaju dijelova tijela U polju sile teže tijelo mase m ima gravitacijsku potencijalnu
energiju
E m g hgp = sdot sdot
gdje je g akceleracija slobodnog pada a h vertikalna udaljenost tijela od mjesta gdje bi prema
dogovoru tijelo imalo energiju nula
Tijelo obavlja rad W ako djeluje nekom silom F na putu s na drugo tijelo Ako sila djeluje u smjeru
gibanja tijela vrijedi
W F s= sdot
Kad tijelo obavlja rad mijenja mu se energija Promjena energije tijela jednaka je utrošenom radu
Silu kojom Zemlja privlači sva tijela nazivamo silom težom Pod djelovanjem sile teže sva tijela
padaju na Zemlju ili pritišću na njezinu površinu
Akceleracija kojom tijela padaju na Zemlju naziva se akceleracijom slobodnog pada Prema drugom
Newtonovom poučku
G m g= sdot
gdje je G sila teža m masa tijela i g akceleracija slobodnog pada koja je za sva tijela na istome mjestu
na Zemlji jednaka
Prvi Newtonov poučak
Ako na tijelo ne djeluje nikakva sila ili je rezultanta svih sila jednaka nuli tijelo miruje ili se giba
jednoliko po pravcu Zato kažemo da je tijelo tromo
Sinus šiljastog kuta pravokutnog trokuta jednak je omjeru duljine katete nasuprot toga kuta i duljine
hipotenuze
Sličnost trokuta
b1
c1
a1
c
b a
C1
A B
C
A1 B1
17
Kažemo da su dva trokuta slična ako postoji pridruživanje vrhova jednog vrhovima drugog tako da su
odgovarajući kutovi jednaki a odgovarajuće stranice proporcionalne
1 1 11 1
1
a b ck
a b cα α β β γ γ= = = = = =
Omjer stranica sličnih trokuta k zovemo koeficijent sličnosti Kraće
Dva su trokuta slična ako su im kutovi sukladni a odgovarajuće stranice proporcionalne (razmjerne)
Kutovi s okomitim kracima
αααα = ββββββββ
αααα
1inačica
Kada tijelo mase m guramo jednoliko duž kosine čija je visina h njegova gravitacijska potencijalna
energija poraste za
E m g hgp∆ = sdot sdot
Promjena energije jednaka je obavljenom radu nad tijelom
3 10 2 60 2
E m g hgp mW m g h kg m J
W Egp s
∆ = sdot sdotrArr = sdot sdot = sdot sdot =
= ∆
2inačica
F2
G
F1
s
h
αααα
αααα
αααα
Silu težu (težinu tijela) G rastavimo na dvije komponente
bull komponentu F1 u smjeru kosine koja tijelo ubrzava niz kosinu
bull komponentu F2 okomitu na kosinu koja pritišće kosinu
Uočimo pravokutne trokute
bull pravokutan trokut čija je kateta F2 i hipotenuza G (žuta boja)
bull pravokutan trokut čija je kateta h i hipotenuza s (plava boja)
αααα
αααα
αααα
h
s
F1
G
F2F2
G
F1
s
h
αααα
αααα
αααα
18
Trokuti su slični jer imaju jednake kutove Zato vrijedi
1sin1 1
1 1
sin
F
F Fh h h hGF G F m g
G s G s s sh
s
G
α
α
=
rArr = rArr = rArr = sdot rArr = sdot sdot
=
sdot
Tijelo se giba jednoliko duž kosine pa sila F kojom guramo tijelo mora biti po iznosu jednaka sili F1
ali suprotnog smjera
αααα
αααα
αααα
h
s
F1
F
G
F2
1
1
F Fh
F m ghsF m g
s
=
rArr = sdot sdot= sdot sdot
Obavljeni rad W nad tijelom koje prevali put s ako se gura od dna do vrha kosine iznosi
23 10 4 60
2 4
h m mW F s W m g s W kg m J
s ms
= sdot rArr = sdot sdot sdot = = sdot sdot sdot =
Vježba 278
Tijelo mase 4 kg guramo jednoliko duž kosine koja je dugačka 4 m a visoka 2 m Trenje
zanemarujemo Koliki se rad obavi nad tijelom ako ga se gura od dna do vrha kosine (g = 10 ms2)
Rezultat 80 J
Zadatak 279 (Matea srednja škola)
Vagon mase 20 t giba se jednoliko po vodoravnoj pruzi brzinom 1 ms te nalijeće na mirni
vagon mase 30 t Koliko se kinetičke energije pretvori u druge oblike energije ako se vagoni nakon
sudara gibaju zajedno
Rješenje 279
m1 = 20 t = 2 104 kg v1 = 1 ms m2 = 30 t = 3 10
4 kg v2 = 0 ms
v1 = v2 = v = Ek =
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast nekog
drugog oblika energije
19
Količinu gibanja definiramo kao umnožak mase tijela i njegove brzine Količina gibanja je vektorska
veličina
kad računamo izno sp m v p m vrarr rarr
= sdot = sdot
Zakon o sačuvanju količine gibanja
Zbroj količina gibanja dva tijela prije njihova mentildeusobnog djelovanja jednak je zbroju njihovih
količina gibanja nakon mentildeusobnog djelovanja To vrijedi i za više od dva tijela
Zakon održanja količina gibanja dvaju tijela masa m1 i m2 kojima su početne brzine bile v1 i v2 a
brzine nakon njihova mentildeusobnog djelovanja v1 i v2 glasi
1 1 2 2 1 1 2
2
m v m v m v m vsdot + sdot = sdot + sdot
Zbroj količina gibanja obaju tijela prije njihova mentildeusobnog djelovanja jednak je zbroju njihovih
količina gibanja nakon mentildeusobnog djelovanja
Uporabom zakona o očuvanju količine gibanja odredimo brzinu v kojom se vagoni zajedno gibaju
nakon sudara
01 1 2 2 1 1 2 2 1 1 2 1 2
m v m v m v m v m v m m v m vsdot + sdot = sdot + sdot rArr sdot + sdot = sdot + sdot rArr
( ) ( ) 1 11 1 1 2 1 1 1 2
1
2 1 2
1
m vm v m m v m v m m v v
m mm m
sdotrArr sdot = + sdot rArr sdot = + sdot rArr =
+sdot
+=
42 10 1
04 4 4
2 10 3 10
mkg
ms
skg kg
sdot sdot= =
sdot + sdot
Računamo kinetičke energije
bull prije sudara prvog vagona mase m1 i brzine v1
1 21 11 2
E m vk
= sdot sdot
bull prije sudara drugog vagona mase m2 koji miruje
02
Ek
=
bull nakon sudara vagona koji se zajedno gibaju brzinom v
( )1 2
1 22E m m v
kz= sdot + sdot
Razlika kinetičke energije prije i poslije sudara pretvori se u druge oblike energije
( )1 12 21 1 1 21 2 2
E E E E m v m m vk k kz k
∆ = minus rArr ∆ = sdot sdot minus sdot + sdot =
( )2 2
1 14 4 4 32 10 1 2 10 3 10 04 6000 6 10 6
2 2
m mkg kg kg J J kJ
s s
= sdot sdot sdot minus sdot sdot + sdot sdot = = sdot =
vv1
m2m1m2m1
Vježba 279
Vagon mase 20 t giba se jednoliko po vodoravnoj pruzi brzinom 36 kmh te nalijeće na mirni
vagon mase 30 t Koliko se kinetičke energije pretvori u druge oblike energije ako se vagoni nakon
sudara gibaju zajedno
Rezultat 6 kJ
20
Zadatak 280 (Saša tehnička škola)
Tane mase m doleti horizontalno do drvene kugle koja je na podu Tane proleti središtem
kugle Treba odrediti kolika je energija prešla u toplinu ako je v1 brzina taneta prije nego što je
pogodilo kuglu v2 brzina taneta nakon prolaza kroz kuglu a mk masa kugle Trenje izmentildeu poda i
kugle zanemarimo
Rješenje 280
m1 = m v2 = 0 ms kugla miruje v1 = v1 v1 = v2 m2 = mk v2 =
Q =
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast nekog
drugog oblika energije
Količinu gibanja definiramo kao umnožak mase tijela i njegove brzine Količina gibanja je vektorska
veličina
kad računamo izno sp m v p m vrarr rarr
= sdot = sdot
Zakon o sačuvanju količine gibanja
Zbroj količina gibanja dva tijela prije njihova mentildeusobnog djelovanja jednak je zbroju njihovih
količina gibanja nakon mentildeusobnog djelovanja To vrijedi i za više od dva tijela
Zakon održanja količina gibanja dvaju tijela masa m1 i m2 kojima su početne brzine bile v1 i v2 a
brzine nakon njihova mentildeusobnog djelovanja v1 i v2 glasi
1 1 2 2 1 1 2
2
m v m v m v m vsdot + sdot = sdot + sdot
Zbroj količina gibanja obaju tijela prije njihova mentildeusobnog djelovanja jednak je zbroju njihovih
količina gibanja nakon mentildeusobnog djelovanja
Uporabom zakona o očuvanju količine gibanja odredimo brzinu v2 kugle nakon što kroz nju proleti
tane
01 1 2 2 1 1 2 2 1 2 2
m v m v m v m v m v m m v m vk k
sdot + sdot = sdot + sdot rArr sdot + sdot = sdot + sdot rArr
01 2 2 1 2 2 2 2 1
m v m v m v m v m v m v m v m v m vk k k
rArr sdot + = sdot + sdot rArr sdot = sdot + sdot rArr sdot + sdot = sdot rArr
( ) ( ) 2 1 2 2
1
1 2 2 1 2m v m v m v m v m v v m v m v v
k k mk
krArr sdot = sdot minus sdot rArr sdot = sdot = sdot minus sdotminus rArr sdot rArr
( ) 2 1 2
mv v v
mk
rArr = sdot minus
Računamo kinetičku energiju
bull taneta mase m koje se giba brzinom v1 prije nego što prontildee kroz kuglu
1 211 2
E m vk
= sdot sdot
bull kugle mase mk koja miruje
10 0
2 22E m E
k k k= sdot sdot rArr =
bull taneta mase m koje se giba brzinom v2 nakon što je prošlo središtem kugle
21
1 223 2
E m vk
= sdot sdot
bull kugle mase mk koja se giba brzinom v2 nakon što je kroz nju prošlo tane
( ) ( ) ( )2
22 21 1 12 1 2 1 24 4 4 22 2 2
m mE m v E m v v E m v v
k k k k k km mk k
= sdot sdot rArr = sdot sdot sdot minus rArr = sdot sdot sdot minus rArr
( ) ( )2 22 21 1
1 2 1 24 42 22
m mE v v E v v
k kk mm kk
mrArr = sdot sdot sdot minus rArr = sdot sdot minus
Zbroj kinetičkih energija prije prolaza taneta kroz drvenu kuglu iznosi
1 12 20
1 1 1 1 11 2 2 2E E E E m v E m v
k k= + rArr = sdot sdot + rArr = sdot sdot
Zbroj kinetičkih energija nakon prolaza taneta kroz drvenu kuglu je
( )2 21 12
2 2 2 1 23 4 2 2
mE E E E m v v v
k k mk
= + rArr = sdot sdot + sdot sdot minus
Energija koja je prešla u toplinsku jednaka je razlici kinetičke energije prije i poslije prolaza taneta
kroz kuglu
( )2 21 1 12 2
1 2 1 2 1 22 2 2
mQ E Q E E Q m v m v v v
k mk
= ∆ rArr = minus rArr = sdot sdot minus sdot sdot + sdot sdot minus rArr
( ) ( )2 2 21 1 12 2 2 2
1 2 1 2 1 2 1 22 2 2 2
m m mQ m v m v v v Q v v v v
m mk k
rArr = sdot sdot minus sdot sdot minus sdot sdot minus rArr = sdot minus minus sdot minus
v2
v2v1
Vježba 280
Tane mase m doleti horizontalno do drvene kugle koja je na podu Tane proleti središtem
kugle Treba odrediti kolika je energija prešla u toplinu ako je v1 brzina taneta prije nego što je
pogodilo kuglu v2 brzina taneta nakon prolaza kroz kuglu a 123 middot m masa kugle Trenje izmentildeu poda
i kugle zanemarimo
Rezultat ( )212 2
1 2 1 22 123
mQ v v v v
= sdot minus minus sdot minus
17
Kažemo da su dva trokuta slična ako postoji pridruživanje vrhova jednog vrhovima drugog tako da su
odgovarajući kutovi jednaki a odgovarajuće stranice proporcionalne
1 1 11 1
1
a b ck
a b cα α β β γ γ= = = = = =
Omjer stranica sličnih trokuta k zovemo koeficijent sličnosti Kraće
Dva su trokuta slična ako su im kutovi sukladni a odgovarajuće stranice proporcionalne (razmjerne)
Kutovi s okomitim kracima
αααα = ββββββββ
αααα
1inačica
Kada tijelo mase m guramo jednoliko duž kosine čija je visina h njegova gravitacijska potencijalna
energija poraste za
E m g hgp∆ = sdot sdot
Promjena energije jednaka je obavljenom radu nad tijelom
3 10 2 60 2
E m g hgp mW m g h kg m J
W Egp s
∆ = sdot sdotrArr = sdot sdot = sdot sdot =
= ∆
2inačica
F2
G
F1
s
h
αααα
αααα
αααα
Silu težu (težinu tijela) G rastavimo na dvije komponente
bull komponentu F1 u smjeru kosine koja tijelo ubrzava niz kosinu
bull komponentu F2 okomitu na kosinu koja pritišće kosinu
Uočimo pravokutne trokute
bull pravokutan trokut čija je kateta F2 i hipotenuza G (žuta boja)
bull pravokutan trokut čija je kateta h i hipotenuza s (plava boja)
αααα
αααα
αααα
h
s
F1
G
F2F2
G
F1
s
h
αααα
αααα
αααα
18
Trokuti su slični jer imaju jednake kutove Zato vrijedi
1sin1 1
1 1
sin
F
F Fh h h hGF G F m g
G s G s s sh
s
G
α
α
=
rArr = rArr = rArr = sdot rArr = sdot sdot
=
sdot
Tijelo se giba jednoliko duž kosine pa sila F kojom guramo tijelo mora biti po iznosu jednaka sili F1
ali suprotnog smjera
αααα
αααα
αααα
h
s
F1
F
G
F2
1
1
F Fh
F m ghsF m g
s
=
rArr = sdot sdot= sdot sdot
Obavljeni rad W nad tijelom koje prevali put s ako se gura od dna do vrha kosine iznosi
23 10 4 60
2 4
h m mW F s W m g s W kg m J
s ms
= sdot rArr = sdot sdot sdot = = sdot sdot sdot =
Vježba 278
Tijelo mase 4 kg guramo jednoliko duž kosine koja je dugačka 4 m a visoka 2 m Trenje
zanemarujemo Koliki se rad obavi nad tijelom ako ga se gura od dna do vrha kosine (g = 10 ms2)
Rezultat 80 J
Zadatak 279 (Matea srednja škola)
Vagon mase 20 t giba se jednoliko po vodoravnoj pruzi brzinom 1 ms te nalijeće na mirni
vagon mase 30 t Koliko se kinetičke energije pretvori u druge oblike energije ako se vagoni nakon
sudara gibaju zajedno
Rješenje 279
m1 = 20 t = 2 104 kg v1 = 1 ms m2 = 30 t = 3 10
4 kg v2 = 0 ms
v1 = v2 = v = Ek =
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast nekog
drugog oblika energije
19
Količinu gibanja definiramo kao umnožak mase tijela i njegove brzine Količina gibanja je vektorska
veličina
kad računamo izno sp m v p m vrarr rarr
= sdot = sdot
Zakon o sačuvanju količine gibanja
Zbroj količina gibanja dva tijela prije njihova mentildeusobnog djelovanja jednak je zbroju njihovih
količina gibanja nakon mentildeusobnog djelovanja To vrijedi i za više od dva tijela
Zakon održanja količina gibanja dvaju tijela masa m1 i m2 kojima su početne brzine bile v1 i v2 a
brzine nakon njihova mentildeusobnog djelovanja v1 i v2 glasi
1 1 2 2 1 1 2
2
m v m v m v m vsdot + sdot = sdot + sdot
Zbroj količina gibanja obaju tijela prije njihova mentildeusobnog djelovanja jednak je zbroju njihovih
količina gibanja nakon mentildeusobnog djelovanja
Uporabom zakona o očuvanju količine gibanja odredimo brzinu v kojom se vagoni zajedno gibaju
nakon sudara
01 1 2 2 1 1 2 2 1 1 2 1 2
m v m v m v m v m v m m v m vsdot + sdot = sdot + sdot rArr sdot + sdot = sdot + sdot rArr
( ) ( ) 1 11 1 1 2 1 1 1 2
1
2 1 2
1
m vm v m m v m v m m v v
m mm m
sdotrArr sdot = + sdot rArr sdot = + sdot rArr =
+sdot
+=
42 10 1
04 4 4
2 10 3 10
mkg
ms
skg kg
sdot sdot= =
sdot + sdot
Računamo kinetičke energije
bull prije sudara prvog vagona mase m1 i brzine v1
1 21 11 2
E m vk
= sdot sdot
bull prije sudara drugog vagona mase m2 koji miruje
02
Ek
=
bull nakon sudara vagona koji se zajedno gibaju brzinom v
( )1 2
1 22E m m v
kz= sdot + sdot
Razlika kinetičke energije prije i poslije sudara pretvori se u druge oblike energije
( )1 12 21 1 1 21 2 2
E E E E m v m m vk k kz k
∆ = minus rArr ∆ = sdot sdot minus sdot + sdot =
( )2 2
1 14 4 4 32 10 1 2 10 3 10 04 6000 6 10 6
2 2
m mkg kg kg J J kJ
s s
= sdot sdot sdot minus sdot sdot + sdot sdot = = sdot =
vv1
m2m1m2m1
Vježba 279
Vagon mase 20 t giba se jednoliko po vodoravnoj pruzi brzinom 36 kmh te nalijeće na mirni
vagon mase 30 t Koliko se kinetičke energije pretvori u druge oblike energije ako se vagoni nakon
sudara gibaju zajedno
Rezultat 6 kJ
20
Zadatak 280 (Saša tehnička škola)
Tane mase m doleti horizontalno do drvene kugle koja je na podu Tane proleti središtem
kugle Treba odrediti kolika je energija prešla u toplinu ako je v1 brzina taneta prije nego što je
pogodilo kuglu v2 brzina taneta nakon prolaza kroz kuglu a mk masa kugle Trenje izmentildeu poda i
kugle zanemarimo
Rješenje 280
m1 = m v2 = 0 ms kugla miruje v1 = v1 v1 = v2 m2 = mk v2 =
Q =
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast nekog
drugog oblika energije
Količinu gibanja definiramo kao umnožak mase tijela i njegove brzine Količina gibanja je vektorska
veličina
kad računamo izno sp m v p m vrarr rarr
= sdot = sdot
Zakon o sačuvanju količine gibanja
Zbroj količina gibanja dva tijela prije njihova mentildeusobnog djelovanja jednak je zbroju njihovih
količina gibanja nakon mentildeusobnog djelovanja To vrijedi i za više od dva tijela
Zakon održanja količina gibanja dvaju tijela masa m1 i m2 kojima su početne brzine bile v1 i v2 a
brzine nakon njihova mentildeusobnog djelovanja v1 i v2 glasi
1 1 2 2 1 1 2
2
m v m v m v m vsdot + sdot = sdot + sdot
Zbroj količina gibanja obaju tijela prije njihova mentildeusobnog djelovanja jednak je zbroju njihovih
količina gibanja nakon mentildeusobnog djelovanja
Uporabom zakona o očuvanju količine gibanja odredimo brzinu v2 kugle nakon što kroz nju proleti
tane
01 1 2 2 1 1 2 2 1 2 2
m v m v m v m v m v m m v m vk k
sdot + sdot = sdot + sdot rArr sdot + sdot = sdot + sdot rArr
01 2 2 1 2 2 2 2 1
m v m v m v m v m v m v m v m v m vk k k
rArr sdot + = sdot + sdot rArr sdot = sdot + sdot rArr sdot + sdot = sdot rArr
( ) ( ) 2 1 2 2
1
1 2 2 1 2m v m v m v m v m v v m v m v v
k k mk
krArr sdot = sdot minus sdot rArr sdot = sdot = sdot minus sdotminus rArr sdot rArr
( ) 2 1 2
mv v v
mk
rArr = sdot minus
Računamo kinetičku energiju
bull taneta mase m koje se giba brzinom v1 prije nego što prontildee kroz kuglu
1 211 2
E m vk
= sdot sdot
bull kugle mase mk koja miruje
10 0
2 22E m E
k k k= sdot sdot rArr =
bull taneta mase m koje se giba brzinom v2 nakon što je prošlo središtem kugle
21
1 223 2
E m vk
= sdot sdot
bull kugle mase mk koja se giba brzinom v2 nakon što je kroz nju prošlo tane
( ) ( ) ( )2
22 21 1 12 1 2 1 24 4 4 22 2 2
m mE m v E m v v E m v v
k k k k k km mk k
= sdot sdot rArr = sdot sdot sdot minus rArr = sdot sdot sdot minus rArr
( ) ( )2 22 21 1
1 2 1 24 42 22
m mE v v E v v
k kk mm kk
mrArr = sdot sdot sdot minus rArr = sdot sdot minus
Zbroj kinetičkih energija prije prolaza taneta kroz drvenu kuglu iznosi
1 12 20
1 1 1 1 11 2 2 2E E E E m v E m v
k k= + rArr = sdot sdot + rArr = sdot sdot
Zbroj kinetičkih energija nakon prolaza taneta kroz drvenu kuglu je
( )2 21 12
2 2 2 1 23 4 2 2
mE E E E m v v v
k k mk
= + rArr = sdot sdot + sdot sdot minus
Energija koja je prešla u toplinsku jednaka je razlici kinetičke energije prije i poslije prolaza taneta
kroz kuglu
( )2 21 1 12 2
1 2 1 2 1 22 2 2
mQ E Q E E Q m v m v v v
k mk
= ∆ rArr = minus rArr = sdot sdot minus sdot sdot + sdot sdot minus rArr
( ) ( )2 2 21 1 12 2 2 2
1 2 1 2 1 2 1 22 2 2 2
m m mQ m v m v v v Q v v v v
m mk k
rArr = sdot sdot minus sdot sdot minus sdot sdot minus rArr = sdot minus minus sdot minus
v2
v2v1
Vježba 280
Tane mase m doleti horizontalno do drvene kugle koja je na podu Tane proleti središtem
kugle Treba odrediti kolika je energija prešla u toplinu ako je v1 brzina taneta prije nego što je
pogodilo kuglu v2 brzina taneta nakon prolaza kroz kuglu a 123 middot m masa kugle Trenje izmentildeu poda
i kugle zanemarimo
Rezultat ( )212 2
1 2 1 22 123
mQ v v v v
= sdot minus minus sdot minus
18
Trokuti su slični jer imaju jednake kutove Zato vrijedi
1sin1 1
1 1
sin
F
F Fh h h hGF G F m g
G s G s s sh
s
G
α
α
=
rArr = rArr = rArr = sdot rArr = sdot sdot
=
sdot
Tijelo se giba jednoliko duž kosine pa sila F kojom guramo tijelo mora biti po iznosu jednaka sili F1
ali suprotnog smjera
αααα
αααα
αααα
h
s
F1
F
G
F2
1
1
F Fh
F m ghsF m g
s
=
rArr = sdot sdot= sdot sdot
Obavljeni rad W nad tijelom koje prevali put s ako se gura od dna do vrha kosine iznosi
23 10 4 60
2 4
h m mW F s W m g s W kg m J
s ms
= sdot rArr = sdot sdot sdot = = sdot sdot sdot =
Vježba 278
Tijelo mase 4 kg guramo jednoliko duž kosine koja je dugačka 4 m a visoka 2 m Trenje
zanemarujemo Koliki se rad obavi nad tijelom ako ga se gura od dna do vrha kosine (g = 10 ms2)
Rezultat 80 J
Zadatak 279 (Matea srednja škola)
Vagon mase 20 t giba se jednoliko po vodoravnoj pruzi brzinom 1 ms te nalijeće na mirni
vagon mase 30 t Koliko se kinetičke energije pretvori u druge oblike energije ako se vagoni nakon
sudara gibaju zajedno
Rješenje 279
m1 = 20 t = 2 104 kg v1 = 1 ms m2 = 30 t = 3 10
4 kg v2 = 0 ms
v1 = v2 = v = Ek =
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast nekog
drugog oblika energije
19
Količinu gibanja definiramo kao umnožak mase tijela i njegove brzine Količina gibanja je vektorska
veličina
kad računamo izno sp m v p m vrarr rarr
= sdot = sdot
Zakon o sačuvanju količine gibanja
Zbroj količina gibanja dva tijela prije njihova mentildeusobnog djelovanja jednak je zbroju njihovih
količina gibanja nakon mentildeusobnog djelovanja To vrijedi i za više od dva tijela
Zakon održanja količina gibanja dvaju tijela masa m1 i m2 kojima su početne brzine bile v1 i v2 a
brzine nakon njihova mentildeusobnog djelovanja v1 i v2 glasi
1 1 2 2 1 1 2
2
m v m v m v m vsdot + sdot = sdot + sdot
Zbroj količina gibanja obaju tijela prije njihova mentildeusobnog djelovanja jednak je zbroju njihovih
količina gibanja nakon mentildeusobnog djelovanja
Uporabom zakona o očuvanju količine gibanja odredimo brzinu v kojom se vagoni zajedno gibaju
nakon sudara
01 1 2 2 1 1 2 2 1 1 2 1 2
m v m v m v m v m v m m v m vsdot + sdot = sdot + sdot rArr sdot + sdot = sdot + sdot rArr
( ) ( ) 1 11 1 1 2 1 1 1 2
1
2 1 2
1
m vm v m m v m v m m v v
m mm m
sdotrArr sdot = + sdot rArr sdot = + sdot rArr =
+sdot
+=
42 10 1
04 4 4
2 10 3 10
mkg
ms
skg kg
sdot sdot= =
sdot + sdot
Računamo kinetičke energije
bull prije sudara prvog vagona mase m1 i brzine v1
1 21 11 2
E m vk
= sdot sdot
bull prije sudara drugog vagona mase m2 koji miruje
02
Ek
=
bull nakon sudara vagona koji se zajedno gibaju brzinom v
( )1 2
1 22E m m v
kz= sdot + sdot
Razlika kinetičke energije prije i poslije sudara pretvori se u druge oblike energije
( )1 12 21 1 1 21 2 2
E E E E m v m m vk k kz k
∆ = minus rArr ∆ = sdot sdot minus sdot + sdot =
( )2 2
1 14 4 4 32 10 1 2 10 3 10 04 6000 6 10 6
2 2
m mkg kg kg J J kJ
s s
= sdot sdot sdot minus sdot sdot + sdot sdot = = sdot =
vv1
m2m1m2m1
Vježba 279
Vagon mase 20 t giba se jednoliko po vodoravnoj pruzi brzinom 36 kmh te nalijeće na mirni
vagon mase 30 t Koliko se kinetičke energije pretvori u druge oblike energije ako se vagoni nakon
sudara gibaju zajedno
Rezultat 6 kJ
20
Zadatak 280 (Saša tehnička škola)
Tane mase m doleti horizontalno do drvene kugle koja je na podu Tane proleti središtem
kugle Treba odrediti kolika je energija prešla u toplinu ako je v1 brzina taneta prije nego što je
pogodilo kuglu v2 brzina taneta nakon prolaza kroz kuglu a mk masa kugle Trenje izmentildeu poda i
kugle zanemarimo
Rješenje 280
m1 = m v2 = 0 ms kugla miruje v1 = v1 v1 = v2 m2 = mk v2 =
Q =
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast nekog
drugog oblika energije
Količinu gibanja definiramo kao umnožak mase tijela i njegove brzine Količina gibanja je vektorska
veličina
kad računamo izno sp m v p m vrarr rarr
= sdot = sdot
Zakon o sačuvanju količine gibanja
Zbroj količina gibanja dva tijela prije njihova mentildeusobnog djelovanja jednak je zbroju njihovih
količina gibanja nakon mentildeusobnog djelovanja To vrijedi i za više od dva tijela
Zakon održanja količina gibanja dvaju tijela masa m1 i m2 kojima su početne brzine bile v1 i v2 a
brzine nakon njihova mentildeusobnog djelovanja v1 i v2 glasi
1 1 2 2 1 1 2
2
m v m v m v m vsdot + sdot = sdot + sdot
Zbroj količina gibanja obaju tijela prije njihova mentildeusobnog djelovanja jednak je zbroju njihovih
količina gibanja nakon mentildeusobnog djelovanja
Uporabom zakona o očuvanju količine gibanja odredimo brzinu v2 kugle nakon što kroz nju proleti
tane
01 1 2 2 1 1 2 2 1 2 2
m v m v m v m v m v m m v m vk k
sdot + sdot = sdot + sdot rArr sdot + sdot = sdot + sdot rArr
01 2 2 1 2 2 2 2 1
m v m v m v m v m v m v m v m v m vk k k
rArr sdot + = sdot + sdot rArr sdot = sdot + sdot rArr sdot + sdot = sdot rArr
( ) ( ) 2 1 2 2
1
1 2 2 1 2m v m v m v m v m v v m v m v v
k k mk
krArr sdot = sdot minus sdot rArr sdot = sdot = sdot minus sdotminus rArr sdot rArr
( ) 2 1 2
mv v v
mk
rArr = sdot minus
Računamo kinetičku energiju
bull taneta mase m koje se giba brzinom v1 prije nego što prontildee kroz kuglu
1 211 2
E m vk
= sdot sdot
bull kugle mase mk koja miruje
10 0
2 22E m E
k k k= sdot sdot rArr =
bull taneta mase m koje se giba brzinom v2 nakon što je prošlo središtem kugle
21
1 223 2
E m vk
= sdot sdot
bull kugle mase mk koja se giba brzinom v2 nakon što je kroz nju prošlo tane
( ) ( ) ( )2
22 21 1 12 1 2 1 24 4 4 22 2 2
m mE m v E m v v E m v v
k k k k k km mk k
= sdot sdot rArr = sdot sdot sdot minus rArr = sdot sdot sdot minus rArr
( ) ( )2 22 21 1
1 2 1 24 42 22
m mE v v E v v
k kk mm kk
mrArr = sdot sdot sdot minus rArr = sdot sdot minus
Zbroj kinetičkih energija prije prolaza taneta kroz drvenu kuglu iznosi
1 12 20
1 1 1 1 11 2 2 2E E E E m v E m v
k k= + rArr = sdot sdot + rArr = sdot sdot
Zbroj kinetičkih energija nakon prolaza taneta kroz drvenu kuglu je
( )2 21 12
2 2 2 1 23 4 2 2
mE E E E m v v v
k k mk
= + rArr = sdot sdot + sdot sdot minus
Energija koja je prešla u toplinsku jednaka je razlici kinetičke energije prije i poslije prolaza taneta
kroz kuglu
( )2 21 1 12 2
1 2 1 2 1 22 2 2
mQ E Q E E Q m v m v v v
k mk
= ∆ rArr = minus rArr = sdot sdot minus sdot sdot + sdot sdot minus rArr
( ) ( )2 2 21 1 12 2 2 2
1 2 1 2 1 2 1 22 2 2 2
m m mQ m v m v v v Q v v v v
m mk k
rArr = sdot sdot minus sdot sdot minus sdot sdot minus rArr = sdot minus minus sdot minus
v2
v2v1
Vježba 280
Tane mase m doleti horizontalno do drvene kugle koja je na podu Tane proleti središtem
kugle Treba odrediti kolika je energija prešla u toplinu ako je v1 brzina taneta prije nego što je
pogodilo kuglu v2 brzina taneta nakon prolaza kroz kuglu a 123 middot m masa kugle Trenje izmentildeu poda
i kugle zanemarimo
Rezultat ( )212 2
1 2 1 22 123
mQ v v v v
= sdot minus minus sdot minus
19
Količinu gibanja definiramo kao umnožak mase tijela i njegove brzine Količina gibanja je vektorska
veličina
kad računamo izno sp m v p m vrarr rarr
= sdot = sdot
Zakon o sačuvanju količine gibanja
Zbroj količina gibanja dva tijela prije njihova mentildeusobnog djelovanja jednak je zbroju njihovih
količina gibanja nakon mentildeusobnog djelovanja To vrijedi i za više od dva tijela
Zakon održanja količina gibanja dvaju tijela masa m1 i m2 kojima su početne brzine bile v1 i v2 a
brzine nakon njihova mentildeusobnog djelovanja v1 i v2 glasi
1 1 2 2 1 1 2
2
m v m v m v m vsdot + sdot = sdot + sdot
Zbroj količina gibanja obaju tijela prije njihova mentildeusobnog djelovanja jednak je zbroju njihovih
količina gibanja nakon mentildeusobnog djelovanja
Uporabom zakona o očuvanju količine gibanja odredimo brzinu v kojom se vagoni zajedno gibaju
nakon sudara
01 1 2 2 1 1 2 2 1 1 2 1 2
m v m v m v m v m v m m v m vsdot + sdot = sdot + sdot rArr sdot + sdot = sdot + sdot rArr
( ) ( ) 1 11 1 1 2 1 1 1 2
1
2 1 2
1
m vm v m m v m v m m v v
m mm m
sdotrArr sdot = + sdot rArr sdot = + sdot rArr =
+sdot
+=
42 10 1
04 4 4
2 10 3 10
mkg
ms
skg kg
sdot sdot= =
sdot + sdot
Računamo kinetičke energije
bull prije sudara prvog vagona mase m1 i brzine v1
1 21 11 2
E m vk
= sdot sdot
bull prije sudara drugog vagona mase m2 koji miruje
02
Ek
=
bull nakon sudara vagona koji se zajedno gibaju brzinom v
( )1 2
1 22E m m v
kz= sdot + sdot
Razlika kinetičke energije prije i poslije sudara pretvori se u druge oblike energije
( )1 12 21 1 1 21 2 2
E E E E m v m m vk k kz k
∆ = minus rArr ∆ = sdot sdot minus sdot + sdot =
( )2 2
1 14 4 4 32 10 1 2 10 3 10 04 6000 6 10 6
2 2
m mkg kg kg J J kJ
s s
= sdot sdot sdot minus sdot sdot + sdot sdot = = sdot =
vv1
m2m1m2m1
Vježba 279
Vagon mase 20 t giba se jednoliko po vodoravnoj pruzi brzinom 36 kmh te nalijeće na mirni
vagon mase 30 t Koliko se kinetičke energije pretvori u druge oblike energije ako se vagoni nakon
sudara gibaju zajedno
Rezultat 6 kJ
20
Zadatak 280 (Saša tehnička škola)
Tane mase m doleti horizontalno do drvene kugle koja je na podu Tane proleti središtem
kugle Treba odrediti kolika je energija prešla u toplinu ako je v1 brzina taneta prije nego što je
pogodilo kuglu v2 brzina taneta nakon prolaza kroz kuglu a mk masa kugle Trenje izmentildeu poda i
kugle zanemarimo
Rješenje 280
m1 = m v2 = 0 ms kugla miruje v1 = v1 v1 = v2 m2 = mk v2 =
Q =
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast nekog
drugog oblika energije
Količinu gibanja definiramo kao umnožak mase tijela i njegove brzine Količina gibanja je vektorska
veličina
kad računamo izno sp m v p m vrarr rarr
= sdot = sdot
Zakon o sačuvanju količine gibanja
Zbroj količina gibanja dva tijela prije njihova mentildeusobnog djelovanja jednak je zbroju njihovih
količina gibanja nakon mentildeusobnog djelovanja To vrijedi i za više od dva tijela
Zakon održanja količina gibanja dvaju tijela masa m1 i m2 kojima su početne brzine bile v1 i v2 a
brzine nakon njihova mentildeusobnog djelovanja v1 i v2 glasi
1 1 2 2 1 1 2
2
m v m v m v m vsdot + sdot = sdot + sdot
Zbroj količina gibanja obaju tijela prije njihova mentildeusobnog djelovanja jednak je zbroju njihovih
količina gibanja nakon mentildeusobnog djelovanja
Uporabom zakona o očuvanju količine gibanja odredimo brzinu v2 kugle nakon što kroz nju proleti
tane
01 1 2 2 1 1 2 2 1 2 2
m v m v m v m v m v m m v m vk k
sdot + sdot = sdot + sdot rArr sdot + sdot = sdot + sdot rArr
01 2 2 1 2 2 2 2 1
m v m v m v m v m v m v m v m v m vk k k
rArr sdot + = sdot + sdot rArr sdot = sdot + sdot rArr sdot + sdot = sdot rArr
( ) ( ) 2 1 2 2
1
1 2 2 1 2m v m v m v m v m v v m v m v v
k k mk
krArr sdot = sdot minus sdot rArr sdot = sdot = sdot minus sdotminus rArr sdot rArr
( ) 2 1 2
mv v v
mk
rArr = sdot minus
Računamo kinetičku energiju
bull taneta mase m koje se giba brzinom v1 prije nego što prontildee kroz kuglu
1 211 2
E m vk
= sdot sdot
bull kugle mase mk koja miruje
10 0
2 22E m E
k k k= sdot sdot rArr =
bull taneta mase m koje se giba brzinom v2 nakon što je prošlo središtem kugle
21
1 223 2
E m vk
= sdot sdot
bull kugle mase mk koja se giba brzinom v2 nakon što je kroz nju prošlo tane
( ) ( ) ( )2
22 21 1 12 1 2 1 24 4 4 22 2 2
m mE m v E m v v E m v v
k k k k k km mk k
= sdot sdot rArr = sdot sdot sdot minus rArr = sdot sdot sdot minus rArr
( ) ( )2 22 21 1
1 2 1 24 42 22
m mE v v E v v
k kk mm kk
mrArr = sdot sdot sdot minus rArr = sdot sdot minus
Zbroj kinetičkih energija prije prolaza taneta kroz drvenu kuglu iznosi
1 12 20
1 1 1 1 11 2 2 2E E E E m v E m v
k k= + rArr = sdot sdot + rArr = sdot sdot
Zbroj kinetičkih energija nakon prolaza taneta kroz drvenu kuglu je
( )2 21 12
2 2 2 1 23 4 2 2
mE E E E m v v v
k k mk
= + rArr = sdot sdot + sdot sdot minus
Energija koja je prešla u toplinsku jednaka je razlici kinetičke energije prije i poslije prolaza taneta
kroz kuglu
( )2 21 1 12 2
1 2 1 2 1 22 2 2
mQ E Q E E Q m v m v v v
k mk
= ∆ rArr = minus rArr = sdot sdot minus sdot sdot + sdot sdot minus rArr
( ) ( )2 2 21 1 12 2 2 2
1 2 1 2 1 2 1 22 2 2 2
m m mQ m v m v v v Q v v v v
m mk k
rArr = sdot sdot minus sdot sdot minus sdot sdot minus rArr = sdot minus minus sdot minus
v2
v2v1
Vježba 280
Tane mase m doleti horizontalno do drvene kugle koja je na podu Tane proleti središtem
kugle Treba odrediti kolika je energija prešla u toplinu ako je v1 brzina taneta prije nego što je
pogodilo kuglu v2 brzina taneta nakon prolaza kroz kuglu a 123 middot m masa kugle Trenje izmentildeu poda
i kugle zanemarimo
Rezultat ( )212 2
1 2 1 22 123
mQ v v v v
= sdot minus minus sdot minus
20
Zadatak 280 (Saša tehnička škola)
Tane mase m doleti horizontalno do drvene kugle koja je na podu Tane proleti središtem
kugle Treba odrediti kolika je energija prešla u toplinu ako je v1 brzina taneta prije nego što je
pogodilo kuglu v2 brzina taneta nakon prolaza kroz kuglu a mk masa kugle Trenje izmentildeu poda i
kugle zanemarimo
Rješenje 280
m1 = m v2 = 0 ms kugla miruje v1 = v1 v1 = v2 m2 = mk v2 =
Q =
Tijelo mase m i brzine v ima kinetičku energiju
1 2
2E m v
k= sdot sdot
Zakon očuvanja energije
bull Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti već samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi
bull Ukupna energija zatvorenog (izoliranog) sustava konstantna je bez obzira na to koji se procesi
zbivaju u tom sustavu
Kad se u nekom procesu pojavi gubitak nekog oblika energije mora se pojaviti i jednak prirast nekog
drugog oblika energije
Količinu gibanja definiramo kao umnožak mase tijela i njegove brzine Količina gibanja je vektorska
veličina
kad računamo izno sp m v p m vrarr rarr
= sdot = sdot
Zakon o sačuvanju količine gibanja
Zbroj količina gibanja dva tijela prije njihova mentildeusobnog djelovanja jednak je zbroju njihovih
količina gibanja nakon mentildeusobnog djelovanja To vrijedi i za više od dva tijela
Zakon održanja količina gibanja dvaju tijela masa m1 i m2 kojima su početne brzine bile v1 i v2 a
brzine nakon njihova mentildeusobnog djelovanja v1 i v2 glasi
1 1 2 2 1 1 2
2
m v m v m v m vsdot + sdot = sdot + sdot
Zbroj količina gibanja obaju tijela prije njihova mentildeusobnog djelovanja jednak je zbroju njihovih
količina gibanja nakon mentildeusobnog djelovanja
Uporabom zakona o očuvanju količine gibanja odredimo brzinu v2 kugle nakon što kroz nju proleti
tane
01 1 2 2 1 1 2 2 1 2 2
m v m v m v m v m v m m v m vk k
sdot + sdot = sdot + sdot rArr sdot + sdot = sdot + sdot rArr
01 2 2 1 2 2 2 2 1
m v m v m v m v m v m v m v m v m vk k k
rArr sdot + = sdot + sdot rArr sdot = sdot + sdot rArr sdot + sdot = sdot rArr
( ) ( ) 2 1 2 2
1
1 2 2 1 2m v m v m v m v m v v m v m v v
k k mk
krArr sdot = sdot minus sdot rArr sdot = sdot = sdot minus sdotminus rArr sdot rArr
( ) 2 1 2
mv v v
mk
rArr = sdot minus
Računamo kinetičku energiju
bull taneta mase m koje se giba brzinom v1 prije nego što prontildee kroz kuglu
1 211 2
E m vk
= sdot sdot
bull kugle mase mk koja miruje
10 0
2 22E m E
k k k= sdot sdot rArr =
bull taneta mase m koje se giba brzinom v2 nakon što je prošlo središtem kugle
21
1 223 2
E m vk
= sdot sdot
bull kugle mase mk koja se giba brzinom v2 nakon što je kroz nju prošlo tane
( ) ( ) ( )2
22 21 1 12 1 2 1 24 4 4 22 2 2
m mE m v E m v v E m v v
k k k k k km mk k
= sdot sdot rArr = sdot sdot sdot minus rArr = sdot sdot sdot minus rArr
( ) ( )2 22 21 1
1 2 1 24 42 22
m mE v v E v v
k kk mm kk
mrArr = sdot sdot sdot minus rArr = sdot sdot minus
Zbroj kinetičkih energija prije prolaza taneta kroz drvenu kuglu iznosi
1 12 20
1 1 1 1 11 2 2 2E E E E m v E m v
k k= + rArr = sdot sdot + rArr = sdot sdot
Zbroj kinetičkih energija nakon prolaza taneta kroz drvenu kuglu je
( )2 21 12
2 2 2 1 23 4 2 2
mE E E E m v v v
k k mk
= + rArr = sdot sdot + sdot sdot minus
Energija koja je prešla u toplinsku jednaka je razlici kinetičke energije prije i poslije prolaza taneta
kroz kuglu
( )2 21 1 12 2
1 2 1 2 1 22 2 2
mQ E Q E E Q m v m v v v
k mk
= ∆ rArr = minus rArr = sdot sdot minus sdot sdot + sdot sdot minus rArr
( ) ( )2 2 21 1 12 2 2 2
1 2 1 2 1 2 1 22 2 2 2
m m mQ m v m v v v Q v v v v
m mk k
rArr = sdot sdot minus sdot sdot minus sdot sdot minus rArr = sdot minus minus sdot minus
v2
v2v1
Vježba 280
Tane mase m doleti horizontalno do drvene kugle koja je na podu Tane proleti središtem
kugle Treba odrediti kolika je energija prešla u toplinu ako je v1 brzina taneta prije nego što je
pogodilo kuglu v2 brzina taneta nakon prolaza kroz kuglu a 123 middot m masa kugle Trenje izmentildeu poda
i kugle zanemarimo
Rezultat ( )212 2
1 2 1 22 123
mQ v v v v
= sdot minus minus sdot minus
21
1 223 2
E m vk
= sdot sdot
bull kugle mase mk koja se giba brzinom v2 nakon što je kroz nju prošlo tane
( ) ( ) ( )2
22 21 1 12 1 2 1 24 4 4 22 2 2
m mE m v E m v v E m v v
k k k k k km mk k
= sdot sdot rArr = sdot sdot sdot minus rArr = sdot sdot sdot minus rArr
( ) ( )2 22 21 1
1 2 1 24 42 22
m mE v v E v v
k kk mm kk
mrArr = sdot sdot sdot minus rArr = sdot sdot minus
Zbroj kinetičkih energija prije prolaza taneta kroz drvenu kuglu iznosi
1 12 20
1 1 1 1 11 2 2 2E E E E m v E m v
k k= + rArr = sdot sdot + rArr = sdot sdot
Zbroj kinetičkih energija nakon prolaza taneta kroz drvenu kuglu je
( )2 21 12
2 2 2 1 23 4 2 2
mE E E E m v v v
k k mk
= + rArr = sdot sdot + sdot sdot minus
Energija koja je prešla u toplinsku jednaka je razlici kinetičke energije prije i poslije prolaza taneta
kroz kuglu
( )2 21 1 12 2
1 2 1 2 1 22 2 2
mQ E Q E E Q m v m v v v
k mk
= ∆ rArr = minus rArr = sdot sdot minus sdot sdot + sdot sdot minus rArr
( ) ( )2 2 21 1 12 2 2 2
1 2 1 2 1 2 1 22 2 2 2
m m mQ m v m v v v Q v v v v
m mk k
rArr = sdot sdot minus sdot sdot minus sdot sdot minus rArr = sdot minus minus sdot minus
v2
v2v1
Vježba 280
Tane mase m doleti horizontalno do drvene kugle koja je na podu Tane proleti središtem
kugle Treba odrediti kolika je energija prešla u toplinu ako je v1 brzina taneta prije nego što je
pogodilo kuglu v2 brzina taneta nakon prolaza kroz kuglu a 123 middot m masa kugle Trenje izmentildeu poda
i kugle zanemarimo
Rezultat ( )212 2
1 2 1 22 123
mQ v v v v
= sdot minus minus sdot minus