Hvor høj skal du løfte en 25-Newton-bog for at den har den samme stigning i potentiel energi som 20-Newton, der blev løftet 0,5 m?

Forståelse af potentiel energi

Potentiel energi (PE) er den energi, som et objekt besidder på grund af dens position. Formlen for gravitationspotentiale energi er:

Pe =mgh

Hvor:

* Pe =potentiel energi (i joules)

* m =masse (i kilogram)

* g =acceleration på grund af tyngdekraften (ca. 9,8 m/s²)

* h =højde (i meter)

Løsning af problemet

1. Beregn den potentielle energi fra 20-Newton-objektet:

* Vi er nødt til at finde massen af ​​20-Newton-objektet. Vægt (kraft på grund af tyngdekraften) beregnes som:vægt =masse * tyngdekraft (w =mg)

* Omarrangering af formlen for at finde masse:masse =vægt / tyngdekraft =20 n / 9,8 m / s² ≈ 2,04 kg

* Beregn nu den potentielle energi:PE =(2,04 kg) * (9,8 m/s²) * (0,5 m) ≈ 10 j

2. Bestem højden, som 25-Newton-bogen skal løftes:

* Vi kender den ønskede potentielle energi (10 j) og bogens vægt (25 n).

* Igen, find bogens masse:masse =vægt / tyngdekraft =25 n / 9,8 m / s² ≈ 2,55 kg

* Omarranger den potentielle energiformel for at løse for højden:H =Pe / (mg) =10 J / (2,55 kg * 9,8 m / s²) ≈ 0,4 ​​m

Svar: Du skal løfte 25-Newton-bogen cirka 0,4 ​​meter Høj for at give det den samme stigning i potentiel energi som 20-Newton-objektet løftede 0,5 meter.