Ένα βιβλίο μάζας M πέφτει ελεύθερα από ανάπαυση στο δάπεδο πάνω από ένα ύψος γραφείου h. Τι είναι η ταχύτητα στο εντυπωσιακό πάτωμα;

Δείτε πώς μπορείτε να προσδιορίσετε την ταχύτητα του βιβλίου λίγο πριν χτυπήσει το πάτωμα:

Κατανόηση της φυσικής

* Ελεύθερη πτώση: Το βιβλίο πέφτει ελεύθερα, δηλαδή η μόνη δύναμη που ενεργεί σε αυτό είναι η βαρύτητα.

* Διατήρηση ενέργειας: Καθώς το βιβλίο πέφτει, η δυνητική του ενέργεια (λόγω του ύψους του) μετατρέπεται σε κινητική ενέργεια (λόγω της κίνησής του).

Η λύση

1. Πιθανή ενέργεια (PE): Η αρχική δυναμική ενέργεια του βιβλίου δίνεται από:

PE =MGH, πού:

* M είναι η μάζα του βιβλίου

* Το G είναι η επιτάχυνση λόγω βαρύτητας (περίπου 9,8 m/s²)

* H είναι το ύψος του γραφείου

2. Κινητική ενέργεια (KE): Λίγο πριν χτυπήσει το πάτωμα, όλη η πιθανή ενέργεια μετατρέπεται σε κινητική ενέργεια:

Ke =1/2 mv², πού:

* M είναι η μάζα του βιβλίου

* V είναι η τελική ταχύτητα του βιβλίου

3. Δεδομένου ότι η ενέργεια διατηρείται:

PE =KE

MGH =1/2 mv²

4. Επίλυση για ταχύτητα:

* Ακύρωση της μάζας (m) και στις δύο πλευρές.

* Πολλαπλασιάστε και τις δύο πλευρές κατά 2:2GH =V²

* Πάρτε την τετραγωνική ρίζα και των δύο πλευρών:√ (2GH) =V

Επομένως, η ταχύτητα του βιβλίου κατά την επίθεση στο πάτωμα είναι:

v =√ (2GH)