概念を理解する
* ポテンシャルエネルギー: オブジェクトがその位置のために所有するエネルギー。 高さのオブジェクトの場合、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(mは質量、gは重力による加速、hは高さ)。
* 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は質量、Vは速度)。
* 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、ポテンシャルエネルギーを運動エネルギーに変換できることを意味し、逆も同様です。
問題の解決
1。初期エネルギー: 開始高さでは、ボールにはポテンシャルエネルギーしかありません。
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。
KE =(1/2)mV²
3。エネルギーの保存: 初期のポテンシャルエネルギーは、最終的な運動エネルギーに等しくなります。
PE =KE
23.52 j =(1/2)(0.3 kg)v²
4。速度(v)の解決:
* 23.52 j =0.15 kg *v²
*v²=23.52 j / 0.15 kg =156.8m² /s²
* V =√156.8m²/s²≈12.5m/s
回答: ボールは地面に当たると約12.5 m/sになります。したがって、最も近い答えは bです。 12.5 。