回答:
説明:
2つのオブジェクトの初期条件と最終条件(つまり、春とミサ)を考えます。
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はじめに
春は休んでいる、位置エネルギー=
#0# 質量は動いている、運動エネルギー=
#1 / 2mv ^ 2# -
最後に:
春は圧縮され、位置エネルギー=
#1 / 2kx ^ 2# 質量が停止している、運動エネルギー= 0
エネルギーの保存を使用して(周囲にエネルギーが放散されていない場合)、次のようになります。
9(kg)/ s ^ 2のばねが片方の端を壁に付けて地面についています。質量2 kg、速度7 m / sの物体が、ばねに衝突して動きを止めるまで圧縮します。春はどのくらい圧縮されますか?
デルタx = 7 / 3sqrt2 "" m E_k = 1/2 * m * v ^ 2 "物体の運動エネルギー" E_p = 1/2 * k *デルタx ^ 2 "圧縮されたばねのポテンシャルエネルギー" E_k = E_p "省エネルギー"取り消し(1/2)* m * v ^ 2 =取り消し(1/2)* k *デルタx ^ 2 m * v ^ 2 = k *デルタx ^ 2 2 * 7 ^ 2 = 9 *デルタx ^ 2デルタx = sqrt(2 * 7 ^ 2/9)デルタx = 7/3 sqrt 2 "" m
4(kg)/ s ^ 2の定数のばねが片方の端を壁に付けて地面に横たわっています。質量2 kg、速度3 m / sの物体が、ばねに衝突して動きを止めるまで圧縮します。春はどのくらい圧縮されますか?
ばねは1.5メートル圧縮します。これはHookeの法則を使って計算できます。F = -kx Fはバネにかかる力、kはバネ定数、xはバネが圧縮する距離です。あなたはxを見つけようとしています。あなたはk(あなたはすでにこれを持っている)とFを知る必要がある。あなたはF = maを使ってFを計算することができる。ここでmは質量で、aは加速度である。あなたは質量を与えられました、しかし加速を知る必要があります。あなたが持っている情報で加速度(またはこの場合減速)を見つけるために、運動の法則のこの便利な並べ替えを使いなさい:v ^ 2 = u ^ 2 + 2asここでvは最終的な速度であり、uは初速度である、 aは加速度、sは移動距離です。ここでのsはxと同じです(バネが圧縮する距離=オブジェクトが停止する前に移動する距離)。あなたが知っている値に代入してくださいv ^ 2 = u ^ 2 + 2as 0 ^ 2 = 3 ^ 2 + 2ax(オブジェクトが止まるまで最終速度は0です)a = frac {-9} {2x}(並べ替え) a)加速度が負であることに注意してください。これは、オブジェクトが減速(減速)しているためです。この式をaに代入してください。F = ma F = ma F = m frac {-9} {2x} F = 2 frac {-9} {2x}(あなたはm = 2であることがわかります)F = frac { - 9} {x}(2
5(kg)/ s ^ 2の定数を持つバネは、一端を壁に取り付けて地面に横たわっています。質量6 kg、速度12 m / sの物体が、ばねに衝突して動きを止めるまで圧縮します。春はどのくらい圧縮されますか?
12m省エネを利用できます。はじめは質量の運動エネルギー:1 / 2mv ^ 2 = 1/2 * 6 * 12 ^ 2 J最後に:質量の運動エネルギー:0ポテンシャルエネルギー:1 / 2k x ^ 2 = 1/2 *(5(kg)/ s ^ 2)x ^ 2と等しければ、1/2 * 6 * 12 ^ 2 J = 1/2 *(5(kg)/ s ^ 2)x ^ 2 => x ~~ 12m * kとmが同じであればとても幸せです。