En 2,5 g kugle, der rejser ved 350ms, rammer et træ og bremser ensartet for at stoppe, mens den trængte af afstand på 12 cm i bagagerummet, hvilken kraft blev udøvet ved at bringe den hvile?

1. Forstå koncepterne

* ensartet deceleration: Kuglen bremser ned med en konstant hastighed.

* Arbejdsenergi-sætning: Arbejdet på et objekt svarer til dets ændring i kinetisk energi.

* kraft og arbejde: Arbejde udført af en styrke er den kraft, der ganges med den afstand, som den fungerer på.

2. Saml oplysningerne

* Massen af kugle (m) =2,5 g =0,0025 kg

* Indledende hastighed (V₁) =350 m/s

* Endelig hastighed (v₂) =0 m/s (kommer til hvile)

* Penetrationsafstand (d) =12 cm =0,12 m

3. Beregn kuglens oprindelige kinetiske energi

Kinetisk energi (ke) =(1/2) * m * v²

Ke =(1/2) * 0,0025 kg * (350 m/s) ²

Ke =153.125 J

4. Beregn det arbejde, der er udført på kuglen

Da kuglen kommer til hvile, er ændringen i kinetisk energi lig med dens indledende kinetiske energi. Derfor er det arbejde, der er udført på kuglen,:

Arbejde (W) =-153.125 J (negativ fordi styrken modsætter sig bevægelsen)

5. Beregn kraften

Arbejde (w) =kraft (f) * afstand (d)

-153.125 J =f * 0,12 m

Kraft (F) =-153.125 J / 0,12 m

Kraft (f) =-1276.04 n

Derfor er den kraft, der udøves på kuglen for at bringe den til hvile, cirka 1276,04 n. Det negative tegn indikerer, at kraften virker i den modsatte retning af kuglens bevægelse.