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20mの高さを移動する場合、1kgの質量に与えなければならない初期速度は何ですか。総エネルギーは何ですか?

この問題を解決する方法は次のとおりです。

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)。

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