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

forståelse af problemet

* forsømmer luftmodstand: Vi antager, at der ikke er nogen luftmodstand, som forenkler problemet.

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

Løsning

1. indledende kinetisk energi: Baseball starter med kun kinetisk energi:

* Ke₁ =(1/2) * M * V₁²

* hvor:

* Ke₁ er den indledende kinetiske energi

* m er baseballens masse

* V₁ er den oprindelige hastighed (150 m/s)

2. endelig kinetisk energi: Når bolden rammer jorden, er al dens potentielle energi omdannet tilbage til kinetisk energi. Da energi er konserveret, er den sidste kinetiske energi (KE₂) lig med den indledende kinetiske energi (KE₁).

3. endelig hastighed:

* Ke₂ =(1/2) * M * V₂²

* Siden ke₁ =ke₂, har vi:(1/2) * m * v₁² =(1/2) * m * V₂²

* Bemærk, at massen (M) annullerer.

* Løsning for V₂ (den endelige hastighed):V₂ =√ (V₁²) =V₁

Svar

Baseballens hastighed, når den rammer jorden, vil være 150 m/s .

Vigtig note: Dette antager ingen luftmodstand. I virkeligheden ville luftbestandighed bremse bolden ned, hvilket resulterede i en lidt lavere finalhastighed.