Εάν ένας βράχος χτυπήσει το έδαφος με την Κνητική Ενέργεια 33000 J που πέφτει από το ύψος 10 μ. Ποιο είναι το βάρος του που θυμάται μετράται σε Newton (N) και ίσο με τη βαρύτητα των μάζας;
1. Κατανοήστε τις έννοιες
* Κινητική ενέργεια: Η ενέργεια έχει ένα αντικείμενο που έχει λόγω της κίνησης του. Ο τύπος για την κινητική ενέργεια (KE) είναι:ke =(1/2) * μάζα * ταχύτητα²
* Πιθανή ενέργεια: Η ενέργεια διαθέτει ένα αντικείμενο λόγω της θέσης του. Ο τύπος για την πιθανή ενέργεια (PE) είναι:PE =μάζα * βαρύτητα * ύψος
* Διατήρηση ενέργειας: Σε αυτό το σενάριο, υποθέτουμε ότι δεν χάνεται καμία ενέργεια για την τριβή ή την αντίσταση στον αέρα. Αυτό σημαίνει ότι η πιθανή ενέργεια που έχει ο βράχος στην κορυφή μετατρέπεται σε κινητική ενέργεια λίγο πριν χτυπήσει το έδαφος.
2. Βρείτε την ταχύτητα του βράχου
* Γνωρίζουμε την κινητική ενέργεια του βράχου (KE =33000 J) και το ύψος που πέφτει (10 m). Δεδομένου ότι η ενέργεια διατηρείται, μπορούμε να εξισώσουμε την πιθανή ενέργεια στην κορυφή της κινητικής ενέργειας στο κάτω μέρος:
PE =KE
μάζα * βαρύτητα * ύψος =(1/2) * μάζα * ταχύτητα2
* Μπορούμε να ακυρώσουμε τη μάζα και στις δύο πλευρές:
βαρύτητα * Ύψος =(1/2) * ταχύτητα2
* Συνδέστε τις τιμές (βαρύτητα =9,8 m/s²):
9,8 m/s² * 10 m =(1/2) * ταχύτητα2
* Λύστε για ταχύτητα:
VELOCITY² =196 m²/S2
ταχύτητα =14 m/s
3. Υπολογίστε τη μάζα του βράχου
* Τώρα που γνωρίζουμε την ταχύτητα, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε την κινητική ενέργεια για να βρούμε τη μάζα:
Ke =(1/2) * μάζα * ταχύτητα2
33000 J =(1/2) * μάζα * (14 m/s) ²
* Λύστε για μάζα:
μάζα =(2 * 33000 j) / (14 m / s) ²
μάζα ≈ 33,9 kg
4. Υπολογίστε το βάρος του βράχου
* Το βάρος (δύναμη βαρύτητας) υπολογίζεται χρησιμοποιώντας:
Βάρος =μάζα * βαρύτητα
Βάρος =33,9 kg * 9,8 m/s2
Βάρος ≈ 332 n
Επομένως, το βάρος του βράχου είναι περίπου 332 Newton.
