概念を理解する
* ポテンシャルエネルギー: オブジェクトは、重力に対して持ち上げられたときにポテンシャルエネルギーを獲得します。式は次のとおりです。PE=MGH、ここ:
* PE =ポテンシャルエネルギー(ジュール内)
* M =質量(kg)
* G =重力による加速(約9.8 m/s²)
* H =高さ(メートル単位)
* 運動エネルギー: オブジェクトは、その動きのために運動エネルギーを持っています。式は次のとおりです。Ke=(1/2)mv²、ここ:
* KE =運動エネルギー(ジュール)
* M =質量(kg)
* v =速度(m/sで)
* エネルギーの保存: 空気抵抗がない場合、システム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)は一定のままです。
問題の解決
1。ポテンシャルエネルギーの計算:
* PE =MGH =(1 kg)(9.8 m/s²)(20 m)=196ジュール
2。初期運動エネルギー:
*オブジェクトは安静時から始まり、高さ20メートルに達するため、その初期運動エネルギーは最高点で完全にポテンシャルエネルギーに変換されます。
*したがって、初期運動エネルギー(KE)はポテンシャルエネルギー(PE)に等しくなります:KE =196ジュール
3。初期速度を計算します:
* KE =(1/2)mV²
* 196 Joules =(1/2)(1 kg)V²
*v²=392
* v =√392≈19.8m/s
回答:
* 1 kgの質量に与えなければならない初期速度は、約 19.8 m/s です 。
*システムの総エネルギーは 196ジュール 、動き全体を通して一定のままです(空気抵抗を無視します)。