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野球は、150ミリ秒の初期速度でまっすぐにヒットします。速度は地面に当たるとどうなりますか?

物理学の原則を使用してこの問題を解決する方法は次のとおりです。

問題を理解する

* 空気抵抗の無視: 問題を簡素化する空気抵抗がないと仮定します。

* エネルギーの保存: 野球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、飛行中ずっと一定のままです。

解決策

1。初期運動エネルギー: 野球は運動エネルギーのみで始まります:

*ke₁=(1/2) * m *v₁²

* どこ:

*ke₁は初期運動エネルギーです

* mは野球の質量です

*v₁は初期速度(150 m/s)です

2。最終運動エネルギー: ボールが地面に当たると、すべてのポテンシャルエネルギーが運動エネルギーに戻されました。エネルギーは保存されているため、最終的な運動エネルギー(ke₂)は初期運動エネルギー(ke₁)に等しくなります。

3。最終速度:

*ke₂=(1/2) * m *v₂²

*ke₁=ke₂以来、(1/2) * m *v₁²=(1/2) * m *v₂²があります

*質量(m)がキャンセルアウトすることに注意してください。

*v₂(最終速度)の解決:v₂=√(v₁²)=v₁

答え

野球が地面に当たるときの速度は 150 m/s になります 。

重要な注意: これは、空気抵抗を想定していません。実際には、空気抵抗はボールを遅くし、最終速度がわずかに低くなります。

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