Μια μάζα μπάλας 0,300 kg ρίχνεται προς τα πάνω αυξάνοντας 10,0 m πάνω από το σημείο στο οποίο απελευθερώθηκε.
Κατανόηση της φυσικής
* βαρύτητα: Η μπάλα επηρεάζεται από τη βαρύτητα, γεγονός που την προκαλεί να επιβραδύνει καθώς κινείται προς τα πάνω. Η επιτάχυνση που οφείλεται στη βαρύτητα είναι περίπου -9,8 m/S2 (αρνητική, καθώς ενεργεί προς τα κάτω).
* Διατήρηση ενέργειας: Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε την αρχή της διατήρησης της ενέργειας για να το λύσουμε. Η συνολική μηχανική ενέργεια (δυνητική ενέργεια + κινητική ενέργεια) της μπάλας παραμένει σταθερή καθ 'όλη τη διάρκεια της κίνησής της.
Υπολογισμοί
1. Πιθανή ενέργεια σε μέγιστο ύψος:
* Η πιθανή ενέργεια της μπάλας (PE) στο υψηλότερο σημείο της είναι:PE =MGH, πού:
* M =μάζα (0,300 kg)
* G =επιτάχυνση λόγω βαρύτητας (9,8 m/s²)
* H =ύψος (10,0 m)
* PE =(0,300 kg) (9,8 m/s2) (10,0 m) =29,4 J
2. Κινητική ενέργεια κατά την απελευθέρωση:
* Τη στιγμή της απελευθέρωσης, η μπάλα έχει μόνο κινητική ενέργεια (KE). Δεδομένου ότι η ενέργεια διατηρείται, το KE στην απελευθέρωση ισούται με το PE στο υψηλότερο σημείο:ke =29.4 j
3. Αρχική ταχύτητα:
* Ke =(1/2) MV², όπου V είναι η αρχική ταχύτητα.
* 29.4 j =(1/2) (0.300 kg) v²
* Επίλυση για V:V =√ (2 * 29.4 J / 0.300 kg) ≈ 14.0 m / s
Επομένως:
* Η αρχική ταχύτητα της μπάλας όταν ρίχτηκε προς τα πάνω είναι περίπου 14,0 m/s .
Πρόσθετες πληροφορίες
* Ώρα για να φτάσετε στο μέγιστο ύψος: Θα μπορούσατε επίσης να υπολογίσετε το χρόνο που χρειάζεται για να φτάσει η μπάλα στο μέγιστο ύψος της χρησιμοποιώντας κινηματικές εξισώσεις.
* Συνολικός χρόνος στον αέρα: Δεδομένου ότι η κίνηση είναι συμμετρική, ο συνολικός χρόνος που η μπάλα είναι στον αέρα είναι διπλάσιο από το χρόνο που χρειάζεται για να φτάσει στο μέγιστο ύψος της.
