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運動エネルギーの減少とポテンシャルエネルギーを増加させるオブジェクトの最終速度は何ですか?

運動エネルギー、ポテンシャルエネルギー、最終速度の関係を理解する方法は次のとおりです。

概念を理解する

* 運動エネルギー(KE): オブジェクトがその動きのために所有するエネルギー。 KE =1/2 * mV^2として計算されます。ここで、mは質量、Vは速度です。

* ポテンシャルエネルギー(PE): その位置または構成のためにオブジェクトが所有するエネルギー。例には、重力ポテンシャルエネルギー(高さに基づいて)および弾性ポテンシャルエネルギー(伸縮またはスプリングの圧縮に基づく)が含まれます。

* エネルギーの保存: 閉じたシステムでは、総エネルギー(KE + PE)は一定のままです。 これは、1つのタイプのエネルギーが減少する場合、もう1つのエネルギーが等しい量だけ増加する必要があることを意味します。

シナリオ

オブジェクトがその運動エネルギーを減らし、ポテンシャルエネルギーを増加させると、エネルギーがより貯蔵されている位置に減速して移動していることを意味します。

最終速度

最終速度を決定するには、考慮する必要があります。

* 初期運動エネルギー(KEI): これは、オブジェクトが始まるエネルギーです。

* ポテンシャルエネルギーの変化(ΔPE): これは、オブジェクトが獲得するポテンシャルエネルギーの量です。

* オブジェクトの質量(m): これは一定のままです。

計算

1。省エネルギー: 初期運動エネルギー(KEI)からポテンシャルエネルギーの変化(ΔPE)の変化は最終運動エネルギー(KEF)に等しくなります:kei -Δpe=kef

2。最終運動エネルギー: KEF =1/2 * MVF^2、ここでVFは最終速度です。

3。最終速度の解決: 手順1と2の値を方程式に置き換えます。

kei-Δpe=1/2 * mvf^2

VFを解決するために再配置:

vf =√(2 *(kei -Δpe) / m)

ボールがまっすぐに投げられたとしましょう:

* 初期KE: ボールは、上向きに動いているため、運動エネルギーから始まります。

* ポテンシャルエネルギー: ボールが上昇すると、地球の重力場で高くなっているため、ポテンシャルエネルギーを獲得します。

* 最終速度: ボールは最終的にその最高点で一時的に停止し、そのポイントでの最終速度は0です。

キーポイント

*運動エネルギーが減少しているため、最終速度は初期速度よりも少なくなります。

*最終速度は、ポテンシャルエネルギーとオブジェクトの質量の特定の変化に依存します。

*ポテンシャルエネルギーが増加している場合、最終速度は初期速度よりも少なくなります。

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