Hvad er hastigheden på en 500 g kugle, der svinger på 1,5 m langt reb?

* hastighed afhænger af swingens bue: Hastigheden på en svingende bold ændres konstant. Det er hurtigst i bunden af ​​sin sving og langsomst på de højeste punkter.

* Vi har brug for mere information: For at beregne hastigheden er vi nødt til at vide enten:

* Svingens vinkel: Hvor langt svinger bolden fra udgangspunktet?

* Kuglens energi: Kender vi dens kinetiske energi på et specifikt punkt i sin sving?

Sådan kan du henvende dig til at finde hastigheden med yderligere oplysninger:

1. Brug af svingens vinkel:

* Energibesparelse: Boldens samlede mekaniske energi (potentiale + kinetisk) er konstant. På det højeste punkt i svingen er al energi potentiel. I bunden er det hele kinetisk.

* Potentiel energi: Pe =mgh, hvor:

* m =masse (0,5 kg)

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

* H =højdeforskel mellem det højeste punkt og det laveste punkt. Dette beregnes ved hjælp af reblængden og svingvinklen.

* kinetisk energi: Ke =(1/2) mv², hvor:

* m =masse (0,5 kg)

* v =hastighed (hvad vi vil finde)

2. Brug af kuglens kinetiske energi:

* Hvis du kender boldens kinetiske energi på et bestemt tidspunkt, kan du direkte løse for hastigheden ved hjælp af den kinetiske energiligning (KE =(1/2) MV²).

Eksempel:

Lad os sige, at bolden svinger til en maksimal vinkel på 30 grader fra lodret.

1. Beregn højdeforskellen (H):

* h =(1,5 m) - (1,5 m * cos (30 °))

* H ≈ 0,23 m

2. Beregn potentiel energi på det højeste punkt:

* PE =(0,5 kg) * (9,8 m/s²) * (0,23 m)

* Pe ≈ 1,13 j

3. Denne potentielle energi er lig med den kinetiske energi i bunden:

* Ke =1,13 J

4. Løs for hastighed i bunden:

* 1,13 J =(1/2) * (0,5 kg) * V²

* V² ≈ 4,52 m²/s²

* V ≈ 2,13 m/s

Lad mig vide, om du har vinklen eller kuglens kinetiske energi, og jeg kan beregne hastigheden for dig.