En kuglemasse 0,300 kg kastes opad stigende 10,0 m over det punkt, hvor den blev frigivet.?

Forståelse af fysik

* tyngdekraft: Bolden påvirkes af tyngdekraften, hvilket får den til at decelerere, når den bevæger sig opad. Accelerationen på grund af tyngdekraften er ca. -9,8 m/s² (negativ, da den virker nedad).

* Energibesparelse: Vi kan bruge princippet om bevarelse af energi til at løse dette. Den samlede mekaniske energi (potentiel energi + kinetisk energi) af bolden forbliver konstant under hele dens bevægelse.

Beregninger

1. potentiel energi i maksimal højde:

* Boldens potentielle energi (PE) på det højeste punkt er:PE =MGH, hvor:

* m =masse (0,300 kg)

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

* h =højde (10,0 m)

* PE =(0,300 kg) (9,8 m/s²) (10,0 m) =29,4 J

2. kinetisk energi ved frigivelse:

* I øjeblikket af frigivelse har bolden kun kinetisk energi (KE). Da energi er konserveret, er KE ved frigivelse lig med PE på det højeste punkt:Ke =29,4 J

3. indledende hastighed:

* Ke =(1/2) mv², hvor V er den oprindelige hastighed.

* 29,4 J =(1/2) (0,300 kg) V²

* Løsning for V:V =√ (2 * 29,4 J / 0,300 kg) ≈ 14,0 m / s

Derfor:

* Den oprindelige hastighed på bolden, når den blev kastet opad, er cirka 14,0 m/s .

Yderligere oplysninger

* Tid til at nå maksimal højde: Du kan også beregne den tid, det tager for bolden at nå sin maksimale højde ved hjælp af kinematiske ligninger.

* Samlet tid i luften: Da bevægelsen er symmetrisk, er den samlede tid, bolden er i luften, dobbelt så lang som det tager at nå sin maksimale højde.