物理学を理解する
* 重力: ボールは重力の影響を受け、上向きに動くにつれて減速します。重力による加速度は約-9.8 m/s²(下方に作用するため負です)。
* エネルギー保存: これを解決するために、エネルギーの保全の原則を使用できます。ボールの総機械エネルギー(ポテンシャルエネルギー +運動エネルギー)は、その動きを通して一定のままです。
計算
1。最大高さでのポテンシャルエネルギー:
*最高点でのボールのポテンシャルエネルギー(PE)は次のとおりです。PE=MGH、ここ:
* M =質量(0.300 kg)
* G =重力による加速(9.8 m/s²)
* H =高さ(10.0 m)
* PE =(0.300 kg)(9.8 m/s²)(10.0 m)=29.4 j
2。リリース時の運動エネルギー:
*放出の瞬間、ボールには運動エネルギー(KE)のみがあります。エネルギーは保存されているため、リリース時のKEは最高点でPEに等しくなります:KE =29.4 j
3。初期速度:
* ke =(1/2)mv²、ここでvは初期速度です。
* 29.4 j =(1/2)(0.300 kg)V²
* Vの解決:V =√(2 * 29.4 j / 0.300 kg)≈14.0m / s
したがって、
*ボールが上に投げられたときの初期速度は、約 14.0 m/s です 。
追加情報
* 最大高さに達する時間: また、ボールが運動学的方程式を使用して最大高さに達するまでにかかる時間を計算することもできます。
* 空気中の合計時間: モーションは対称的であるため、ボールが空中にある合計時間は、最大高さに達するまでにかかる2倍です。