Hvis en klippe rammer jorden med kenetisk energi på 33000 J, der falder fra højde 10 m, hvad er dens vægt husket målt i Newtons (N) og lig med massetider tyngdekraften?

1. Forstå koncepterne

* kinetisk energi: Den energi, et objekt besidder på grund af dets bevægelse. Formlen for kinetisk energi (KE) er:Ke =(1/2) * Masse * Velocity²

* Potentiel energi: Den energi, et objekt besidder på grund af dens position. Formlen for potentiel energi (PE) er:PE =masse * tyngdekraft * højde

* Energibesparelse: I dette scenarie antager vi, at ingen energi går tabt til friktion eller luftmodstand. Dette betyder, at den potentielle energi, som klippen har øverst, omdannes til kinetisk energi lige før den rammer jorden.

2. Find rockens hastighed

* Vi kender klippens kinetiske energi (KE =33000 J) og den højde, den falder (10 m). Da energi er bevaret, kan vi sidestille den potentielle energi øverst til den kinetiske energi i bunden:

Pe =ke

masse * tyngdekraft * højde =(1/2) * masse * hastighed²

* Vi kan annullere massen på begge sider:

Tyngdekraft * Højde =(1/2) * Hastigheds²

* Tilslut værdierne (tyngdekraften =9,8 m/s²):

9,8 m/s² * 10 m =(1/2) * Hastigheds²

* Løs for hastighed:

hastighed² =196 m²/s²

hastighed =14 m/s

3. Beregn rockens masse

* Nu hvor vi kender hastigheden, kan vi bruge den kinetiske energiformel til at finde massen:

Ke =(1/2) * Masse * Velocity²

33000 j =(1/2) * Masse * (14 m/s) ²

* Løs for masse:

Masse =(2 * 33000 J) / (14 m / s) ²

Masse ≈ 33,9 kg

4. Beregn rockens vægt

* Vægt (tyngdekraft) beregnes ved hjælp af:

Vægt =masse * tyngdekraft

Vægt =33,9 kg * 9,8 m/s²

Vægt ≈ 332 n

Derfor er rockens vægt cirka 332 Newton.