Ένα βιβλίο 5 κιλών πέφτει από ένα ράφι. Εάν προσγειωθεί με ταχύτητα 5,7 ms, ποιο ύψος πέφτει;

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

Κατανόηση των εννοιών

* Πιθανή ενέργεια: Ένα αντικείμενο σε ύψος έχει πιθανή ενέργεια λόγω της θέσης του σε ένα βαρυτικό πεδίο. Αυτή η ενέργεια δίνεται από:PE =MGH, πού:

* m =μάζα (kg)

* G =επιτάχυνση λόγω βαρύτητας (περίπου 9,8 m/s²)

* H =ύψος (m)

* Κινητική ενέργεια: Ένα αντικείμενο σε κίνηση έχει κινητική ενέργεια. Αυτή η ενέργεια δίνεται από:ke =(1/2) mv², πού:

* m =μάζα (kg)

* V =ταχύτητα (m/s)

* Διατήρηση ενέργειας: Σε αυτό το σενάριο, η πιθανή ενέργεια του βιβλίου στην κορυφή του ράφι μετατρέπεται σε κινητική ενέργεια καθώς πέφτει.

Επίλυση του προβλήματος

1. Βρείτε την κινητική ενέργεια στο Impact:

Ke =(1/2) mv² =(1/2) * 5 kg * (5.7 m/s) ² =81.225 j (joules)

2. Η κινητική ενέργεια στην πρόσκρουση είναι ίση με την πιθανή ενέργεια στην κορυφή:

PE =KE

MGH =81.225 J

3. Επίλυση για το ύψος (h):

h =ke / (mg) =81.225 j / (5 kg * 9.8 m / s²) =1,66 m

Επομένως, το βιβλίο έπεσε από ύψος περίπου 1,66 μέτρων.