'n Leerder toon hoe effektief haar robot-arm werk - NSC Technical Sciences - Question 6 - 2021 - Paper 1

Die arbeid verrig deur die gravitasiekrag kan bereken word met die formule:

$W_g = m imes g imes h$

waarby:

• $m = 0.145 ext{ kg}$ (massa van die selfoon)
• $g = 9.8 ext{ m/s}^2$ (gravitasieversnelling)
• $h = 0.5 ext{ m}$ (hoogte)

Die arbeid word dan:

$W_g = 0.145 imes 9.8 imes 0.5 = 0.7105 ext{ J}$

Drywing is die tempo waardeur arbeid verrig word. Dit kan ook gesien word as die tempo waardeur energie geverf of oorgedra word. The formula for power is:

P = rac{W}{t}

waarby $P$ die drywing is, $W$ die arbeid, en $t$ die tyd is.

Om die arbeid wat deur die robot-arm verbruik word te bereken, kan ons dieselfde arbeidformule gebruik:

$W = F imes d$

waarby:

• $F = 4.9 ext{ N}$ (die krag wat deur die robot-arm toegepas word)
• $d = 0.5 ext{ m}$ (afstand)

Dus, die arbeid is:

$W = 4.9 imes 0.5 = 2.45 ext{ J}$

Die beginsel van die behoud van meganiese energie verklaar dat die totale meganiese energie van 'n geisoleerde stelsel konstant bly, mits daar geen eksterne kragte (soos wrywing) is nie. Dit beteken dat die som van kinetiese energie en potensiële energie nie verander nie, ongeag die bewegings van die voorwerpe in die stelsel.

Die meganiese energie aan die begin (potensiële energie) is:

$E_p = m imes g imes h$

waarby:

• $m = 0.145 ext{ kg}$
• $g = 9.8 ext{ m/s}^2$
• $h = 0.5 ext{ m}$

Dus,

$E_p = 0.145 imes 9.8 imes 0.5 = 0.7105 ext{ J}$

As die selfoon val, sal al sy potensiële energie omgezet word in kinetiese energie net voor dit die grond tref:

E_k = rac{1}{2} m v^2

door die behoud van meganiese energie:

$E_p = E_k$

0.7105 = rac{1}{2} imes 0.145 imes v^2

Door te herskryf, kan ons die snelheid $v$ bereken.