1。弾性ポテンシャルエネルギーを計算します
*輪ゴムに保存されている弾性ポテンシャルエネルギーは、次のように与えられます。
* pe =（1/2） * k *x²
* どこ：
* PEはポテンシャルエネルギーです
* kは輪ゴムのスプリング定数です（これを見つける必要があります）
* xは輪ゴムが伸びる距離（0.15 m）です
2。スプリング定数（k）を決定します
*適用された力と距離を伸ばした力を使用して、スプリング定数を見つけることができます。
* f =k * x
* k =f / x =27 n / 0.15 m =180 n / m
3。運動エネルギーを計算します
*摩擦やその他の要因によるエネルギー損失がないと仮定すると、弾性ポテンシャルエネルギーは石の運動エネルギーに変換されます。
* ke =（1/2） * m *v²
* どこ：
* KEは運動エネルギーです
* mは石の質量（0.025 kg）です
* vは石の初期速度です（私たちが見つけたいもの）
4。ポテンシャルと運動エネルギーを等しくします
*エネルギーは保存されているため：
* pe =ke
* （1/2） * k *x²=（1/2） * m *v²
5。初期速度（v）を解きます
*既知の値を置き換え、Vを解決します。
* （1/2） * 180 n/m *（0.15 m）²=（1/2） * 0.025 kg *v²
* v²=（180 n/m *0.15m²）/0.025 kg
* v =√（（180 *0.15²）/0.025）≈11.0m/s
したがって、石の初期速度は約11.0 m/sです。
重要な注意： この計算は、次のようないくつかの仮定を行います。
* エネルギー損失なし： 実際には、摩擦、空気抵抗、輪ゴムの不完全な弾力性により、エネルギー損失があります。
* 理想的な春の動作： 輪ゴムは完璧なスプリングのように機能すると仮定していますが、これは完全に正確ではないかもしれません。
これらの要因は、石の実際の初期速度が計算値よりわずかに低いことを意味します。
