概念を理解する
* ポテンシャルエネルギー: 参照ポイント(この場合、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。 ポテンシャルエネルギー(PE)は次のように計算されます:pe =mgh、ここ:
* M =質量(kg)
* G =重力による加速(9.8 m/s²)
* H =高さ(m)
* 運動エネルギー: オブジェクトがその動きのために所有するエネルギー。運動エネルギー(KE)は次のように計算されます:ke =(1/2)mv²、ここで
* M =質量(kg)
* v =速度(m/s)
* エネルギーの保存: 閉じたシステムでは、総エネルギーは一定のままです。これは、エネルギーをある形から別の形(ポテンシャルエネルギーなど)に変換できることを意味しますが、エネルギーの総量は同じままです。
解決策
1。初期エネルギー: 上部では、ボールにはポテンシャルエネルギーしかありません。 これを計算します:
PE =MGH =(0.3 kg)(9.8 m/s²)(8 m)=23.52 j(ジュール)
2。最終エネルギー: 地面にぶつかる直前に、ボールには運動エネルギーしかありません。エネルギーは保存されているため、初期のポテンシャルエネルギーは現在、運動エネルギーに変換されます。
KE =23.52 j
3。速度を見つけます: ここで、運動エネルギーの式を使用して速度を解きます。
KE =(1/2)mV²
23.52 j =(1/2)(0.3 kg)v²
V²=156.8
V =√156.8≈12.52m/s
回答: ボールは地面に当たると約12.52 m/sになります。