En baseball rammer lige op med en indledende hastighed på 150 meter i sekundet. Hvad vil være hastigheden, når den rammer jorden?

forståelse af koncepterne

* Energibesparelse: Den samlede mekaniske energi i baseball (potentiel energi + kinetisk energi) forbliver konstant under hele sin flyvning og forsømmer luftmodstand.

* Potentiel energi: Dette er den energi, der er gemt i et objekt på grund af dens position. For baseball er potentiel energi højest på sit højeste og lavest ved jorden.

* kinetisk energi: Dette er bevægelsesenergien. Det er højest, når baseball bevæger sig hurtigst (i starten og lige før han rammer jorden).

Løsningen

1. ignorerer luftmodstand: Vi antager, at luftmodstand er ubetydelig for dette problem. Dette forenkler beregningen markant.

2. på det højeste punkt: På baseballens højeste punkt er dens hastighed øjeblikkeligt nul (den stopper, før den falder tilbage). Al dens indledende kinetiske energi er omdannet til potentiel energi.

3. Tilbage til jorden: Når baseball falder, omdannes potentiel energi tilbage til kinetisk energi. Da energi er konserveret, vil den kinetiske energi på jorden være lig med den indledende kinetiske energi.

4. samme hastighed, modsat retning: Fordi baseballs kinetiske energi er den samme i starten og slutningen, vil dens hastighed også være den samme. Retningen vil dog blive vendt.

Derfor vil baseballens hastighed, når den rammer jorden, være 150 meter i sekundet.