기계적 에너지 이해
기계적 에너지는 잠재적 에너지 (PE) 및 운동 에너지 (KE)의 합입니다.
* 잠재적 에너지 (PE) : 대상이 위치로 인해 보유하는 에너지. 지구 표면 근처의 물체의 경우 PE =MGH, 여기서 :
* M =질량
* g =중력으로 인한 가속도 (약 9.8 m/s²)
* h =높이
* 운동 에너지 (KE) : 모션으로 인해 물체가 보유하는 에너지. ke =1/2 * mv², 여기서 :
* M =질량
* V =속도
문제 해결
1. 초기 잠재적 에너지 :
* 공은 4 미터 높이에서 시작합니다.
* pe_initial =mgh =(10n/9.8 m/s²) * 9.8 m/s² * 4m =40 J
* (참고 :우리는 무게 (10n)를 사용하여 질량을 찾습니다 :m =무게/g)
2. 1 미터 후의 잠재적 에너지 :
* 공은 1 미터 떨어져 있었으므로 높이는 이제 3 미터입니다.
* pe_final =mgh =(10n/9.8 m/s²) * 9.8 m/s² * 3m =30 J
3. 1 미터 후 운동 에너지 :
* KE를 찾으려면 1 미터 떨어진 후 공의 속도가 필요합니다. 다음 운동 방정식을 사용할 수 있습니다.
* v² =u² + 2as
* 어디:
* u =초기 속도 (휴식에서 떨어 졌기 때문에 0m/s)
* A =중력으로 인한 가속도 (9.8 m/s²)
* s =거리가 떨어졌다 (1m)
* V² =0² + 2 * 9.8 m/s² * 1m =19.6 m²/s²
* V =√19.6 m²/s² =4.43 m/s (대략)
* 이제 우리는 KE를 계산할 수 있습니다.
* ke =1/2 * mv² =1/2 * (10n/9.8 m/s²) * (4.43 m/s) ² =10 J (대략)
4. 총 기계 에너지 :
* 총 기계 에너지 =PE_FINAL + KE
* 총 기계 에너지 =30 J + 10 J =40 J
결론
1 미터를 여행 한 후 볼의 총 기계 에너지는 40 Joules 입니다. . 이것은 초기 잠재적 에너지와 동일합니다. 공기 저항이 없으면 기계적 에너지가 보존되기 때문입니다.
