1. 탄성 전위 에너지를 계산하십시오
* 고무 밴드에 저장된 탄성 전위 에너지는 다음과 같습니다.
* pe =(1/2) * k * x²
* 어디:
* PE는 잠재적 에너지입니다
* K는 고무 밴드의 스프링 상수입니다 (우리는 이것을 찾아야합니다)
* x는 고무 밴드가 뻗어있는 거리입니다 (0.15m)
2. 스프링 상수를 결정하십시오 (k)
* 적용된 힘과 거리를 사용하여 스프링 상수를 찾을 수 있습니다.
* f =k * x
* k =f / x =27 N / 0.15 M =180 N / M
3. 운동 에너지를 계산하십시오
* 마찰 또는 기타 요인으로 인한 에너지 손실이 없다고 가정하면 탄성 전위 에너지는 석재의 운동 에너지로 변환됩니다.
* ke =(1/2) * m * v²
* 어디:
* Ke는 운동 에너지입니다
* m은 돌의 질량 (0.025 kg)입니다.
* V는 석재의 초기 속도입니다 (우리가 찾고 싶은 것)
4. 잠재력과 운동 에너지와 동일합니다
* 에너지가 보존되기 때문에 :
* pe =ke
* (1/2) * k * x² =(1/2) * m * v²
5. 초기 속도 (v) 를 해결하십시오
* 알려진 값을 대체하고 v를 해결하십시오.
* (1/2) * 180 n/m * (0.15 m) ² =(1/2) * 0.025 kg * V²
* v² =(180 N/M * 0.15 m²)/0.025 kg
* V =√ ((180 * 0.15²)/0.025) ≈ 11.0 m/s
따라서 돌의 초기 속도는 약 11.0m/s입니다.
중요한 참고 : 이 계산은 다음을 포함하여 몇 가지 가정을 만듭니다.
* 에너지 손실 없음 : 실제로, 마찰, 공기 저항 및 고무 밴드의 불완전한 탄성으로 인해 약간의 에너지 손실이있을 것입니다.
* 이상적인 스프링 행동 : 우리는 고무 밴드가 완벽한 스프링처럼 작용한다고 가정합니다.
이러한 요소는 석재의 실제 초기 속도가 계산 된 값보다 약간 낮을 수 있음을 의미합니다.
