Ποια είναι η ταχύτητα ενός βράχου αρχικά σε ηρεμία που έχει πέσει 66 μέτρα κοντά στην επιφάνεια της γης;

Δείτε πώς μπορείτε να λύσετε αυτό το πρόβλημα χρησιμοποιώντας τις αρχές της φυσικής:

Κατανόηση των εννοιών

* Ελεύθερη πτώση: Όταν ένα αντικείμενο πέφτει κοντά στην επιφάνεια της γης, βιώνει συνεχή επιτάχυνση λόγω βαρύτητας (περίπου 9,8 m/s2).

* Κινηματικές εξισώσεις: Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε την ακόλουθη κινηματική εξίσωση για να συσχετίσουμε μετατόπιση, αρχική ταχύτητα, επιτάχυνση και χρόνο:

d =v₀t + (1/2) at2

όπου:

* d =μετατόπιση (66 m)

* v₀ =αρχική ταχύτητα (0 m/s, αφού είναι σε ηρεμία)

* A =Επιτάχυνση λόγω βαρύτητας (9,8 m/s²)

* t =χρόνος (άγνωστος)

Επίλυση για χρόνο

1. Αναδιατάξτε την εξίσωση: Δεδομένου ότι θέλουμε να βρούμε την τελική ταχύτητα, πρέπει πρώτα να βρούμε το χρόνο που χρειάζεται για να πέσει ο βράχος. Μπορούμε να αναδιατάξουμε την εξίσωση για επίλυση για Τ:

t =√ (2d/a)

2. Συνδέστε τις τιμές:

t =√ (2 * 66 m / 9,8 m / s²)

T ≈ 3,67 s

Βρίσκοντας την τελική ταχύτητα

Τώρα που γνωρίζουμε την ώρα, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε μια άλλη κινηματική εξίσωση για να βρούμε την τελική ταχύτητα (V):

* v =v₀ + at

1. Συνδέστε τις τιμές:

v =0 m/s + (9,8 m/s²) * 3,67 s

V ≈ 36,0 m/s

απάντηση:

Η ταχύτητα του βράχου μετά την πτώση των 66 μέτρων είναι περίπου 36,0 m/s .