1。エネルギーの保全:
* ポテンシャルエネルギー(PE): 参照ポイント(通常は地面)に対する位置のためにオブジェクトが所有するエネルギー。 PE =MGH、ここでMは質量、Gは重力による加速度、Hは高さです。
* 運動エネルギー(KE): オブジェクトがその動きのために所有するエネルギー。 ke =(1/2)mv²、ここでmは質量、vは速度です。
原則は、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して、システムの総機械エネルギー(PE + KE)は一定のままであると述べています。
2。落下物にエネルギーの保全を適用する:
* 初期状態: 開始時に、オブジェクトには最大PEおよびゼロKE(v =0)があります。
* 最終状態: オブジェクトが落ちると、PEは減少し、KEが増加します。
* 方程式: 初期および最終エネルギーを互いに等しく設定します:
初期PE =最終KE
mgh =(1/2)mv²
3。速度の解決:
*両側をm:gh =(1/2)v²で除算します
*両側に2:2GH =V²を掛けます
*両側の平方根を取る:√(2GH)=V
したがって、エネルギーを使用して落下するオブジェクトの速度(v)を計算する方程式は次のとおりです。
v =√(2GH)
重要なメモ:
*この方程式は、空気抵抗を想定していません。実際には、空気抵抗は速度に影響します。
*方程式は、オブジェクトが地面に当たる直前の速度を計算します。
* Gは、重力による加速です(地球上の約9.8 m/s²)。