Stel die arbeid-energie-stelling in woorde - NSC Physical Sciences - Question 5 - 2022 - Paper 1

Die netto arbeid is negatief omdat die wrywingskrag teen die beweging van die vragmotor werk, wat beteken dat dit ons teiken se energie verminder. Aangesien die vragmotor afneem in snelheid as gevolg van die wrywingskrag, word die arbeid wat daaraan gedoen word as negatief beskou.

Energie-beginsels vereis dat ons die kinetiese energie van die vragmotor aan die begin (by 33 m·s⁻¹) bereken en dit laat werk met die wrywingskrag om die afstand te bepaal. Die formule vir die kinetiese energie is:

$KE = \frac{1}{2}mv^2$

Waar:

• m = massa van die vragmotor (30 000 kg)
• v = begin spoed (33 m·s⁻¹)

Die totale kinetiese energie is dus: $KE = \frac{1}{2} \times 30 000 \times (33)^2 = 16 169 640.64 \text{ J}$

Die werk gedoen deur die wrywingskrag (met 'n waarde van 31 000 N) om die vragmotor tot stilstand te bring moet gelyk wees aan hierdie energie: $W = F_d \times d$

Hierdie werk kan gelykgestel word aan die kinetiese energie: $16 169 640.64 = 31 000 \times d$

Om d te vind, herorganiseer die vergelyking: $d = \frac{16 169 640.64}{31 000} \approx 520 \text{ m}$

Daarom is die minimale lengte van die stuitbeddding wat nodig is om die vragmotor tot stilstand te bring 520 meter.

Die OPGAANDE stuitbeddding sal die vragmotor tot stilstand kan bring, aangesien dit 'n teenwerkende krag aan die vragmotor se versnelling bied. Dit sal die kinetiese energie van die vragmotor verbruik, terwyl die AFGAAANDE stuitbeddding nie effektief sal wees om die vragmotor tot stilstand te bring nie.