Μια σφαίρα μάζας 0,3 kg απελευθερώνεται από ανάπαυση σε ύψος 8 μ. Πόσο γρήγορα πηγαίνει όταν χτυπά την επιτάχυνση του εδάφους λόγω της βαρύτητας G 9,8 MS2. Α. 13.1 MS Β. 12.5 C. 2.4 ms;
Κατανόηση των εννοιών
* Πιθανή ενέργεια: Η ενέργεια διαθέτει ένα αντικείμενο λόγω της θέσης του. Για ένα αντικείμενο σε ύψος, η πιθανή ενέργεια (PE) υπολογίζεται ως:PE =MGH (όπου m είναι μάζα, το g είναι επιτάχυνση λόγω βαρύτητας και h είναι ύψος).
* Κινητική ενέργεια: Η ενέργεια έχει ένα αντικείμενο που έχει λόγω της κίνησης του. Η κινητική ενέργεια (KE) υπολογίζεται ως:Ke =(1/2) MV² (όπου m είναι μάζα και V είναι ταχύτητα).
* Διατήρηση ενέργειας: Σε ένα κλειστό σύστημα, η συνολική ενέργεια παραμένει σταθερή. Αυτό σημαίνει ότι η πιθανή ενέργεια μπορεί να μετατραπεί σε κινητική ενέργεια και αντίστροφα.
Επίλυση του προβλήματος
1. Αρχική ενέργεια: Στο ύψος εκκίνησης, η μπάλα έχει μόνο πιθανή ενέργεια:
PE =MGH =(0,3 kg) (9,8 m/s2) (8 m) =23,52 J (Joules)
2. Τελική ενέργεια: Λίγο πριν χτυπήσει το έδαφος, η μπάλα έχει μόνο κινητική ενέργεια:
KE =(1/2) MV²
3. Διατήρηση ενέργειας: Η αρχική δυναμική ενέργεια είναι ίση με την τελική κινητική ενέργεια:
PE =KE
23.52 j =(1/2) (0.3 kg) v²
4. Επίλυση για ταχύτητα (v):
* 23.52 j =0.15 kg * v²
* V² =23,52 J / 0,15 kg =156,8 m² / s2
* V =√156.8 m²/s² ≈ 12,5 m/s
απάντηση: Η μπάλα πηγαίνει περίπου 12,5 m/s όταν χτυπά στο έδαφος. Έτσι, η πλησιέστερη απάντηση είναι b. 12.5 .
