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振り子の運動エネルギーをどのように計算しますか?それは、質量の長さが100 g 1 mである水平に以前に保持されていた垂直で角度0および30度を作るときにどのように計算しますか?

さまざまな角度で振り子の運動エネルギーを計算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: 振り子が水平に保持されると、そのエネルギーはすべてポテンシャルエネルギーの形になります(その高さのため)。

* エネルギーの保存: 振り子が揺れると、ポテンシャルエネルギーは運動エネルギー(運動のエネルギー)に変換されます。総機械エネルギー(電位 +速度論)は一定のままです。

* 角度とポテンシャルエネルギー: 振り子のポテンシャルエネルギーは、その高さが最低点を超えて依存します。 この高さは、垂直方向の変化とともに角度として変化します。

計算

1。初期ポテンシャルエネルギー(水平位置):

*高さ(h)=振り子の長さ(l)=1 m

*ポテンシャルエネルギー(PE)=MGH =(0.1 kg) *(9.8 m/s²) *(1 m)=0.98ジュール

2。 0°でのポテンシャルエネルギー:

*高さ(h)=0(最低点での振り子)

*ポテンシャルエネルギー(PE)=0

3。 30°でのポテンシャルエネルギー:

*高さ(h)=l -l * cos(30°)=1 m -1 m * cos(30°)≈0.134m

*ポテンシャルエネルギー(PE)=MGH =(0.1 kg) *(9.8 m/s²) *(0.134 m)≈0.131ジュール

4。 0°:の運動エネルギー

*すべてのポテンシャルエネルギーは最低点で運動エネルギーに変換されるため、運動エネルギー(KE)=0.98ジュール

5。 30°の運動エネルギー:

*エネルギーの保全の使用:

* 30°でのKE =初期PE -30°でPE

* 30°≈0.98ジュールのke -0.131ジュール≈0.849ジュール

要約

* 0°:の運動エネルギー 0.98ジュール

* 30°の運動エネルギー: ≈0.849ジュール

重要なメモ:

*摩擦や空気抵抗によるエネルギー損失はないと想定しています。

*角度は垂直から測定されます。

*この計算では、エネルギーの保存と潜在的/運動エネルギー関係の基本原則を使用します。

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