Ποια είναι η κινητική ενέργεια μιας πέννας 2,512 γραμμάρια που έπεσε από το ύψος 16,76 μ. Στιγμιότυπα που χτυπά το έδαφος;
1. Κατανοήστε τις έννοιες
* Κινητική ενέργεια: Η ενέργεια έχει ένα αντικείμενο που έχει λόγω της κίνησης του. Υπολογίζεται χρησιμοποιώντας τον τύπο:ke =(1/2) * m * v^2, πού:
* Ke =κινητική ενέργεια (μετρούμενη στο joules, j)
* m =μάζα (μετρούμενη σε χιλιόγραμμα, kg)
* V =ταχύτητα (μετρούμενη σε μέτρα ανά δευτερόλεπτο, m/s)
* Πιθανή ενέργεια: Η ενέργεια διαθέτει ένα αντικείμενο λόγω της θέσης του. Σε αυτή την περίπτωση, η δεκάρα έχει πιθανή ενέργεια λόγω του ύψους του πάνω από το έδαφος.
* Διατήρηση ενέργειας: Σε ένα κλειστό σύστημα (όπως η πένα μας που πέφτει), η ενέργεια δεν δημιουργείται ούτε καταστρέφεται. Μετασχηματίζεται από τη μία μορφή σε άλλη. Καθώς ο Penny πέφτει, η πιθανή ενέργεια της μετατρέπεται σε κινητική ενέργεια.
2. Υπολογίστε την ταχύτητα
* Πρέπει να βρούμε την ταχύτητα της δεκάρας λίγο πριν χτυπήσει το έδαφος. Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε την ακόλουθη εξίσωση κίνησης:
* v^2 =u^2 + 2as
* Πού:
* V =τελική ταχύτητα (αυτό που θέλουμε να βρούμε)
* u =αρχική ταχύτητα (0 m/s από τότε που πέφτει η δεκάρα)
* A =Επιτάχυνση λόγω βαρύτητας (9,8 m/s^2)
* s =απόσταση (16,76 m)
* Συνδέστε τις τιμές:
* V^2 =0^2 + 2 * 9.8 * 16.76
* V^2 =328.5
* V =√328.5 ≈ 18,13 m/s
3. Υπολογίστε την κινητική ενέργεια
* Τώρα έχουμε την ταχύτητα (V) και πρέπει να μετατρέψουμε τη μάζα (m) σε κιλά:
* M =2,512 γραμμάρια =2,512 / 1000 kg =0,002512 kg
* Υπολογίστε την κινητική ενέργεια:
* Ke =(1/2) * 0.002512 kg * (18.13 m/s)^2
* Ke ≈ 0.413 joules
Ως εκ τούτου, η κινητική ενέργεια της πένα λίγο πριν χτυπήσει το έδαφος είναι περίπου 0,413 joules.
