Science >> Wetenschap >  >> Fysica

Als een bal recht omhoog klimt voor 3,0 seconden voordat hij de luchtweerstand verwaarloosde met welke snelheid de weg werd gegooid?

Hier is hoe dit probleem op te lossen:

Inzicht in de fysica

* Vrije herfst: De beweging van de bal wordt beheerst door de zwaartekracht. Dit betekent dat het een constante neerwaartse versnelling ervaart als gevolg van de zwaartekracht (ongeveer 9,8 m/s²).

* Symmetrie: De tijd die de bal nodig heeft om omhoog te gaan, is gelijk aan de tijd die nodig is om terug te vallen.

Berekeningen

1. Tijd om te vallen: Omdat de bal 3,0 seconden duurt om omhoog te gaan, duurt het ook 3,0 seconden om terug te vallen. De totale tijd in de lucht is 3,0 s + 3,0 s =6,0 s.

2. Eindsnelheid: Wanneer de bal de grond raakt, is de uiteindelijke snelheid hetzelfde als zijn beginsnelheid (maar in de tegenovergestelde richting). We kunnen de volgende kinematische vergelijking gebruiken om de uiteindelijke snelheid te vinden:

* v_f =v_i + op

* waar:

* v_f =definitieve snelheid (wat we proberen te vinden)

* v_i =initiële snelheid (ook wat we proberen te vinden)

* a =versnelling als gevolg van zwaartekracht (-9,8 m/s²)

* t =totale tijd in de lucht (6,0 s)

3. Oplossen voor de beginsnelheid:

* Omdat de uiteindelijke snelheid (V_F) en de beginsnelheid (V_I) dezelfde grootte hebben maar tegengestelde richtingen, kunnen we v_f =-v_i instellen.

* Vervang dit in de vergelijking:-v_i =v_i + op

* Vereenvoudigt:-2v_i =op

* Los op voor v_i:v_i =-at / 2

* Sluit de waarden aan:v_i =-( -9,8 m / s²) (6.0 s) / 2

* Bereken:v_i =29,4 m/s

Antwoord: De bal werd gegooid met een beginsnelheid van 29,4 m/s.