Science >> Wetenschap >  >> Fysica

Een natuurkundestudent gooit een softbal recht omhoog in de lucht waar de bal in totaal 6,16 s in zat voordat het op zijn oorspronkelijke positie ving?

Hier is hoe dit probleem op te lossen:

Inzicht in de fysica

* Symmetrie: De opwaartse en neerwaartse paden van de bal zijn symmetrisch. Dit betekent dat de tijd die nodig is om omhoog te gaan gelijk is aan de tijd die nodig is om naar beneden te komen.

* Versnelling als gevolg van de zwaartekracht: De bal ervaart een constante versnelling als gevolg van zwaartekracht (ongeveer 9,8 m/s²) die naar beneden werkt.

Berekeningen

1. tijd voor één manier: Omdat de totale tijd in de lucht 6,16 seconden is, is de tijd voor de bal om omhoog te reizen (of omlaag) de helft van dat:

6.16 S / 2 =3,08 s

2. Initiële snelheid: We kunnen de volgende kinematische vergelijking gebruiken om de beginsnelheid (v₀) van de bal te vinden:

* v =v₀ + op

Waar:

* v =uiteindelijke snelheid (0 m/s op het hoogste punt)

* V₀ =Initiële snelheid (wat we willen vinden)

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

* t =tijd om het hoogste punt te bereiken (3,08 s)

* 0 =v₀ + (-9,8 m/s²) * 3.08 s

* v₀ =30.18 m/s

3. Maximale hoogte: We kunnen een andere kinematische vergelijking gebruiken om de maximale hoogte te vinden (h) die de bal bereikt:

* h =v₀t + (1/2) at²

* h =(30.18 m/s) * (3.08 s) + (1/2) * (-9,8 m/s²) * (3,08 s) ²

* h =46,5 m (ongeveer)

Daarom:

* De beginsnelheid van het softbal was ongeveer 30,18 m/s.

* De maximale hoogte die de softbal bereikte was ongeveer 46,5 meter.