Inzicht in de concepten

* potentiële energie: Een object krijgt potentiële energie wanneer het wordt opgeheven tegen de zwaartekracht. De formule is:pe =mgh, waar:

* PE =potentiële energie (in joules)

* m =massa (in kg)

* g =versnelling als gevolg van zwaartekracht (ongeveer 9,8 m/s²)

* h =hoogte (in meters)

* Kinetische energie: Een object bezit kinetische energie vanwege zijn beweging. De formule is:ke =(1/2) mv², waar:

* KE =kinetische energie (in joules)

* m =massa (in kg)

* v =snelheid (in m/s)

* Conservering van energie: Bij afwezigheid van luchtweerstand blijft de totale mechanische energie (potentiële energie + kinetische energie) van een systeem constant.

Het probleem oplossen

1. Bereken potentiële energie:

* Pe =mgh =(1 kg) (9,8 m/s²) (20 m) =196 Joules

2. Initiële kinetische energie:

* Omdat het object in rust begint en een hoogte van 20 meter bereikt, wordt de initiële kinetische energie op het hoogste punt volledig omgezet in potentiële energie.

* Daarom is de initiële kinetische energie (KE) gelijk aan de potentiële energie (PE):KE =196 Joules

3. Bereken de beginsnelheid:

* Ke =(1/2) mv²

* 196 Joules =(1/2) (1 kg) V²

* v² =392

* v =√392 ≈ 19,8 m/s

Antwoord:

* De beginsnelheid die moet worden gegeven aan de massa van 1 kg is ongeveer 19,8 m/s .

* De totale energie van het systeem is 196 Joules , die gedurende de beweging constant blijft (het negeren van luchtweerstand).