概念を理解する
* エネルギーの保存: 保守的な力(重力のような)がそれに作用している場合、オブジェクトの総機械エネルギーは一定のままです。これは、ポテンシャルエネルギー(PE)と運動エネルギー(KE)の合計が一定であることを意味します。
* ポテンシャルエネルギー: PE =MGH、ここで「M」は質量、「G」は重力による加速(9.8 m/s²)、「H」は高さです。
* 運動エネルギー: ke =(1/2)mv²。ここで、「m」は質量、「V」は速度です。
解決策
1。初期エネルギー: 現時点では、オブジェクトが上向きにスローされています。
* ke =(1/2) * 2.5 kg *(39 m/s)²=1912.5 j
* PE =0 J(地上レベルにあるため)
2。最終エネルギー: 地面にぶつかる直前に、オブジェクトには次のようなものがあります。
* ke =? (これは私たちが見つけたいものです)
* PE =0 J(地上レベルに戻っています)
3。エネルギーの保存: 初期点の総エネルギーは、最終ポイントでの総エネルギーに等しくなります。
*初期Ke +初期PE =最終Ke +最終PE
* 1912.5 J + 0 J =Final Ke + 0 J
4。最終速度の解決:
*最終KE =1912.5 j
*(1/2) * 2.5 kg *v²=1912.5 j
*v²=(1912.5 j * 2) / 2.5 kg
* v =√(1530)m/s≈39m/s
したがって、オブジェクトは地面に当たる直前に約39 m/sで移動します。
重要な注意: この計算では、空気抵抗がありません。実際には、空気抵抗はオブジェクトを遅くし、衝撃によりわずかに低い速度になります。