Hvad er den oprindelige hastighed, der skal gives til en 1 kg masse, hvis den bevæger højden på 20 m. Hvilken total energi?

forståelse af koncepterne

* Potentiel energi: Et objekt får potentiel energi, når det løftes mod tyngdekraften. Formlen er:pe =mgh, hvor:

* Pe =potentiel energi (i joules)

* m =masse (i kg)

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

* h =højde (i meter)

* kinetisk energi: Et objekt har kinetisk energi på grund af dens bevægelse. Formlen er:Ke =(1/2) mv², hvor:

* Ke =kinetisk energi (i joules)

* m =masse (i kg)

* v =hastighed (i m/s)

* Energibesparelse: I fravær af luftmodstand forbliver den samlede mekaniske energi (potentiel energi + kinetisk energi) af et system konstant.

Løsning af problemet

1. Beregn potentiel energi:

* Pe =mgh =(1 kg) (9,8 m/s²) (20 m) =196 Joules

2. indledende kinetisk energi:

* Da objektet starter i hvile og når en højde på 20 meter, omdannes dens oprindelige kinetiske energi helt til potentiel energi på det højeste punkt.

* Derfor er den indledende kinetiske energi (KE) lig med den potentielle energi (PE):Ke =196 Joules

3. Beregn initial hastighed:

* Ke =(1/2) mv²

* 196 joules =(1/2) (1 kg) v²

* V² =392

* V =√392 ≈ 19,8 m/s

Svar:

* Den oprindelige hastighed, der skal gives til 1 kg masse, er cirka 19,8 m/s .

* Systemets samlede energi er 196 joules , som forbliver konstant under hele bevægelsen (ignorerer luftmodstand).