1。高さの変化を決定します:
*スイマーは塔から5メートル、その後さらに1.9メートルの水に落ちます。
*高さの完全な変化(距離)=5 m + 1.9 m =6.9 m
2。失われたポテンシャルエネルギーを計算します:
*ポテンシャルエネルギー(PE)=MGH、ここ:
* M =質量(67 kg)
* G =重力による加速(9.8 m/s²)
* H =高さの変化(6.9 m)
* PE =(67 kg) *(9.8 m/s²) *(6.9 m)≈4580j(ジュール)
3。水によって行われた作業を決定します:
*スイマーが停止するので、すべてのポテンシャルエネルギーは、水泳選手を止めるために水によって行われた作業に変換されます。
* work(w)=pe =4580 j
4。正味の力を計算します:
* work(w)=force(f) *距離(d)
* f =w / d
* f =4580 J / 6.9m≈664N(ニュートン)
したがって、水でスイマーに加えられた正味の力は約664 nです。
重要な注意: この計算は、すべてのポテンシャルエネルギーが水によって行われた作業に変換されることを前提としています。実際には、摩擦や熱などの要因により、ある程度のエネルギーが失われます。