Pendul har en gravitationspotentiale energi på 224 J, når den er på det højeste punkt på det laveste i svinghastighed 4 ms Hvilken massependel?

forståelse af koncepterne

* gravitationspotentiale energi (GPE): Dette er den energi, et objekt besidder på grund af sin position i et gravitationsfelt. Det beregnes som:GPE =MGH, hvor:

* m =masse (kg)

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

* h =højde over et referencepunkt (m)

* kinetisk energi (KE): Dette er den energi, et objekt besidder på grund af dets bevægelse. Det beregnes som:ke =(1/2) mv², hvor:

* m =masse (kg)

* v =hastighed (m/s)

bevarelse af energi

Det centrale princip her er bevarelse af energi. Når pendelen svinger, forbliver dens samlede energi (GPE + KE) konstant. På det højeste punkt er al energi GPE. På det laveste punkt er al energi KE.

Løsning af problemet

1. Opret ligningen:

Da den samlede energi er konserveret:

GPE (højeste punkt) =KE (laveste punkt)

mgh =(1/2) mv²

2. Annuller massen (m):

Bemærk, at massen vises på begge sider af ligningen. Vi kan annullere det.

GH =(1/2) V²

3. Løs for højden (H):

h =(v²)/(2g)

4. erstatte værdierne og beregne:

H =(4²)/(2 * 9,8) =0,816 m

5. Løs for massen (M) ved hjælp af GPE -ligningen:

GPE =MGH

224 J =M * 9,8 * 0,816

M =224 / (9,8 * 0,816) =28,1 kg (ca.)

Derfor er pendelmassen ca. 28,1 kg.