لنفرض جسمًا كتلته 3kg يقع على ارتفاع ما، فإذا علمت أن طاقته الكامنة عند هذا الارتفاع 500 جول، ما مقدار سرعته لحظة اصطدامه بالأرض عند سقوطه حرًا؟ ؟؟
الإجابة الصحيحة من خلال موقع بوابة الإجابات هي:
18.3m/s
لحساب سرعة الجسم لحظة اصطدامه بالأرض، نستخدم قانون حفظ الطاقة. الطاقة الكلية للجسم تظل ثابتة طوال فترة السقوط الحر، مع تحول الطاقة الكامنة الثقالية إلى طاقة حركية.
1. فهم الطاقة الكامنة والطاقة الحركية:
- الطاقة الكامنة الثقالية (PE): هي الطاقة المخزنة في الجسم بسبب ارتفاعه عن سطح الأرض. تحسب بالصيغة: PE = mgh، حيث:
- m = كتلة الجسم (بالكيلوجرام)
- g = تسارع الجاذبية الأرضية (تقريباً 9.8 m/s²)
- h = ارتفاع الجسم (بالمتر)
- الطاقة الحركية (KE): هي الطاقة التي يمتلكها الجسم بسبب حركته. تحسب بالصيغة: KE = ½mv²، حيث:
- m = كتلة الجسم (بالكيلوجرام)
- v = سرعة الجسم (بالمتر/ثانية)
2. تطبيق قانون حفظ الطاقة:عندما يكون الجسم في أعلى نقطة، تكون طاقته كلها كامنة (PE = 500 جول). لحظة الاصطدام بالأرض، تكون طاقته كلها حركية (KE). لذلك:
الطاقة الكلية في الأعلى = الطاقة الكلية في الأسفل
PE = KE
500 = ½mv²
3. حساب السرعة (v):
نعوض بقيمة الكتلة (m = 3 kg) في المعادلة:
500 = ½ * 3 * v²
500 = 1.5 * v²
v² = 500 / 1.5
v² = 333.33
v = √333.33
v ≈ 18.3 m/s
إذن، سرعة الجسم لحظة اصطدامه بالأرض هي تقريباً 18.3 متر/ثانية.
اذا كان لديك إجابة افضل او هناك خطأ في الإجابة علي سؤال لنفرض جسمًا كتلته 3kg يقع على ارتفاع ما، فإذا علمت أن طاقته الكامنة عند هذا الارتفاع 500 جول، ما مقدار سرعته لحظة اصطدامه بالأرض عند سقوطه حرًا؟ ؟ اترك تعليق فورآ.
