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質量30gの矢印が高さ130mまでまっすぐに撃たれます。初期速度はどのような助けになりますか?

矢印の初期速度を計算する方法は次のとおりです。

物理学を理解する

* エネルギーの保存: 矢印の総機械エネルギーは、飛行中ずっと一定のままです(空気抵抗を無視します)。このエネルギーは、その運動エネルギー(運動のエネルギー)とポテンシャルエネルギー(その高さによるエネルギー)の合計です。

* 運動エネルギー: ke =(1/2) *mv²(mは質量、vは速度)

* ポテンシャルエネルギー: PE =MGH(ここで、Gは重力による加速度、約9.8 m/s²、hは高さです)

計算

1。最終エネルギー: 最高点(130 m)では、矢印が一時的に停止するため、その運動エネルギーはゼロです。その総エネルギーは純粋にポテンシャルエネルギーです:

pe_final =mgh =(0.03 kg) *(9.8 m/s²) *(130 m)=38.22 j

2。初期エネルギー: 初期エネルギーは、その運動エネルギー(私たちが見つけたいもの)とそのポテンシャルエネルギー(地面でゼロ)の合計です。

e_initial =ke_initial + pe_initial =(1/2) *mv² + 0

3。エネルギーの等しい: エネルギーは保存されているため、初期エネルギーは最終エネルギーに等しくなります。

e_initial =e_final

(1/2) *mv²=38.22 j

4。初期速度の解決:

v²=(2 * 38.22 j) /(0.03 kg)=2548

V =√2548≈50.48m/s

したがって、矢印の初期速度は約50.48 m/sです。

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