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

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 energiforøgelse af 20-Newton-bogen:

* Vi er nødt til at finde massen af ​​20-Newton-bogen. Da vægt (kraft på grund af tyngdekraften) er massetider acceleration på grund af tyngdekraften (w =mg), kan vi finde massen:

* Masse (m) =vægt (w) / acceleration på grund af tyngdekraften (g)

* M =20 N / 9,8 m / s² ≈ 2,04 kg

* Beregn nu den potentielle energiforøgelse:

* Pe =mgh =(2,04 kg) (9,8 m/s²) (0,5 m) ≈ 10 joules

2. Find højden til at løfte 25-Newton-bogen:

* Vi ved, at den potentielle energiforøgelse skal være 10 Joules. Lad os finde massen af ​​25-Newton-bogen:

* m =w/g =25 N/9,8 m/s² ≈ 2,55 kg

* Omarranger nu den potentielle energiformel for at løse for højden:

* h =pe / (mg)

* H =10 joules / (2,55 kg * 9,8 m / s²) ≈ 0,4 meter

Svar: Du skal løfte 25-Newton-bogen cirka 0,4 ​​meter At have den samme stigning i potentiel energi som 20-Newton-bogen løftede 0,5 meter.