Яку вагу має хлопчик в найнижчій точці траєкторії, якщо він має масу 30 кг і гойдалка має довжину підвісу 3 м

Содержание: Гравітаційна потенціальна енергія та кінетична енергія

Пояснення:
Щоб знайти вагу хлопчика в найнижчій точці траєкторії, нам потрібно обчислити його потенціальну та кінетичну енергію.

1. Потенціальна енергія (ПЕ) обчислюється за формулою:
ПЕ = маса * прискорення вільного падіння * висота

Висоту враховуємо згідно геометрії гойдалки - половину довжини підвісу. Значення прискорення вільного падіння - 9.8 м/с².

ПЕ = 30 кг * 9.8 м/с² * (3 м / 2) = 441 Дж

2. Кінетична енергія (КЕ) обчислюється за формулою:
КЕ = (маса * швидкість²) / 2

КЕ = (30 кг * (6 м/с)²) / 2 = 540 Дж

3. Вага (W) розраховується як різниця між потенціальною енергією та кінетичною енергією:
W = ПЕ - КЕ

W = 441 Дж - 540 Дж = -99 Дж

У цьому випадку вага хлопчика в найнижчій точці траєкторії становить -99 Дж.

Приклад використання:
Для обчислення ваги хлопчика в найнижчій точці траєкторії з відомими даними: масою 30 кг, довжиною підвісу 3 м і швидкістю 6 м/с.

Порада:
Для кращого розуміння цієї теми рекомендується вивчати основи фізики, зокрема гравітаційну потенціальну енергію та кінетичну енергію.

Вправа:
Якщо хлопчик на гойдалці має масу 40 кг, а довжина підвісу гойдалки становить 4 м, яку вагу він матиме в найнижчій точці траєкторії, якщо рухається зі швидкістю 8 м/с?