1。エネルギー方程式を設定します
* ポテンシャルエネルギー(PE): PE =MGH、ここでmは質量、Gは重力(9.8 m/s²)による加速度、hは高さです。
* 運動エネルギー(KE): ke =(1/2)mv²、ここでmは質量、vは速度です。
ke =3peが与えられています。 方程式を置き換えましょう。
(1/2)mv²=3(mgh)
2。速度(v)を簡素化して解決します
*両側の質量(m)をキャンセルします。
*方程式を並べ替えてvを解く:
v²=6gh
V =√(6GH)
3。高さを計算します
運動エネルギーがポテンシャルエネルギーの3倍である高さ(h)を見つける必要があります。そのためには、機械的エネルギーの保存を使用します。
* 総機械エネルギー(TME): tme =ke + pe
* エネルギーの保存: 初期高さでのTME(h =11 m)=未知の高さ(h)
初期の高さ(h =11 m)では、岩にはポテンシャルエネルギー(PE)のみがあります。 未知の高さでは、岩には運動エネルギー(KE)とポテンシャルエネルギー(PE)の両方があります。
*初期TME:mgh₁=(1.0 kg)(9.8 m/s²)(11 m)=107.8 j
*不明な高さTME:(1/2)mv² + mgh =3mgh + mgh =4mgh
TMEは保存されているため:107.8 J =4MGH
4。高さ(h)を解きます
* 107.8 j =4(1.0 kg)(9.8 m/s²)h
* H =107.8 j /(39.2 kg m /s²)
*H≈2.75m
回答: 岩の運動エネルギーは、約 2.75メートルの高さでそのポテンシャルエネルギーの3倍になります 。