Is snelheid nul op die hoogste punt: wanneer, hoe, hoekom, probleme en feite


In hierdie artikel sal ons praat oor nul snelheid, is snelheid nul op die hoogste punt, rede en verskeie feite.

Die voorwerp versnel in die opwaartse rigting met kinetiese energie, sy kinetiese energie word omgeskakel in potensiële energie en het die hoogste potensiële energie sodra daar geen kinetiese energie by die voorwerp bly nie en dus word die snelheid van die voorwerp nul.

Wat is nulsnelheid?

Die snelheid is die tempo van 'n verskuiwing in die posisie in 'n gegewe tyd.

Die snelheid van die voorwerp is nul as die voorwerp geneig is om gedurende 'n sekere tyd op een posisie vas te bly of 'n voorwerp terugkeer na sy aanvanklike posisie na verplasing.

Posisie-tyd grafiek vir nul snelheid

Op die posisie-tyd grafiek is die snelheid van die voorwerp nul as die helling van 'n grafiek is parallel aan die x-as.

Die volgende grafiek verduidelik dieselfde.

is snelheid nul op die hoogste punt
Posisie-tyd Grafiek vir 'n voorwerp in rus

Die bostaande grafiek wys by die posisie van die voorwerp bly heeltyd onveranderd. Gevolglik is die snelheid van die voorwerp nul.

Dit is ook waar wanneer die voorwerp terugkeer na die posisie vanwaar dit sy reis begin het. Dit word duidelik in die onderstaande grafiek aangedui.

is snelheid nul op die hoogste punt
Posisie-tyd Grafiek vir 'n voorwerp keer terug na die oorspronklike posisie

Die bostaande grafiek toon dat die voorwerp van x verplaas is1 tot x2, maar keer dan terug na x1 na 'n sekere tydsduur. Gevolglik word die verandering in 'n posisie nou nul en daarom is die snelheid ook gelyk aan nul.

Lees meer oor Nul snelheid: wat, hoe, wanneer, voorbeelde en probleme.

Hoekom is snelheid nul op die hoogste punt?

Soos die voorwerp hoër en hoër bo die grondoppervlak gaan, stoor dit die energie in die vorm van potensiële energie.

Sodra al die kinetiese energie van die voorwerp in die potensiële energie omgeskakel is, versnel die voorwerp nie verder nie, maar word daar vir 'n paar sekondes gehou totdat 'n krag as gevolg van swaartekrag uitoefen wat die voorwerp na homself toe trek.

Die voorwerp keer dan terug na die grond toe by die omskakeling van die potensiële energie wat dit opgedoen het in kinetiese energie.

Geen horisontale snelheid van 'n voorwerp in 'n projektielbeweging

'n Voorwerp in 'n projektielbeweging beweeg in twee dimensies, x-rigting en y-rigting.

Die projektielbeweging van 'n voorwerp

Aanvanklik, wanneer die voorwerp sy reis vanaf sy oorsprong begin, het ons albei horisontale snelheid sowel as vertikale snelheid. Sodra dit die hoogste punt bereik waar al sy kinetiese energie in die potensiële energie omgeskakel word, hou dit op om vir 'n rukkie te versnel en gaan voort om in die horisontale rigting eerder as die vertikale roete te beweeg, en versnel dan as gevolg van swaartekrag af.

Wat gebeur met die voorwerp wanneer sy snelheid nul word op die hoogste punt?

Die voorwerp word in rus gehou vir die kortste tydsduur wanneer sy snelheid nul word.

Wanneer die voorwerp die hoogste punt in sy vlug bereik, word die kinetiese energie van die voorwerp nul en het die hoogste potensiële energie wat dit kan hê.

Die variasie van die energie van die voorwerp word in die onderstaande diagram getoon.

is snelheid nul op die hoogste punt
'n Seun wat 'n sokker skop

Dit word gesien dat die bal die maksimum kinetiese energie het tydens skop wat aanhou afneem soos die bal hoogte bereik. Die afnemende kinetiese energie word omgeskakel in die potensiële energie en is die maksimum wanneer die bal die hoogste punt bereik.

Die snelheid van die bal is die maksimum tydens sy aanvanklike vlug.

Op die hoogste punt KE =0; dit is

1/2mv2=0

Sedert massa word bewaar, is dit duidelik dat die snelheid van die voorwerp op hierdie punt nul is.

v2=0

Die energie van die voorwerp word tydens sy vlug bewaar. Die aanvanklike kinetiese energie word omgeskakel na potensiële energie totdat die kinetiese energie van die voorwerp verdwyn het, en dan word die potensiële energie omgeskakel na kinetiese energie.

Die snelheid van die voorwerp in 'n vlug bo die oppervlak as gevolg van swaartekrag is

Wanneer die bal die maksimum potensiële energie het, is dit geneig om die spasie op sy hoogste punt te beset sodra al sy kinetiese energie in potensiële energie omgeskakel is. Dit is slegs omdat die aantrekkingskrag van die aarde wat op die voorwerp uitgeoefen word, die voorwerp na die oppervlak aftrek. Gevolglik neem die voorwerp die vryval waar en versnel afwaarts.

Probleem 1: Bereken die kinetiese energie en die potensiële energie van die voorwerp met massa 5 kg wat op 'n hoogte van 100 meter bo die grond hang.

Oplossing: Die hoogte van die voorwerp vanaf die grond is h=100m.

Die massa van die voorwerp m=5kg

Die potensiële energie van die voorwerp word deur die vergelyking gegee

V=mgh

=5 kg x 9.8 m/s2 x100 = 4900

=4.9k Joule

Die potensiële energie wat met die voorwerp geassosieer word, is 4.9 kJoules.

Die snelheid van die voorwerp is nul. Gevolglik is die kinetiese energie van die voorwerp

KE=1/2mv2=1/2m x 0=0

Die kinetiese energie van die voorwerp is nul.

Probleem 2: Beskou dieselfde voorwerp wat op 'n hoogte van 100 meter van bo die grond vasgemaak is wat effens deur die hoë windspoed gedryf word. Vind die verandering in potensiële energie van die voorwerp as dit sy posisie 10 cm binne 2 sekondes verplaas.

Gegee: Verplasing x=10 cms=0.10m, tyd t=2 sekondes

v= Δx/Δt = 0.1/2 = 0.05m/s

Die kinetiese energie van die voorwerp is nou

KE = 1/2mv2= 1/2 x 5 x (0.05)2

=1/2 x 5 x 0.0025=0.00625 Joules

Die potensiële energie van die voorwerp op 'n hoogte van 100 meter was 4.9 kJoules.

Wanneer die voorwerp in beweging kom, word die potensiële energie van die voorwerp in kinetiese energie omgeskakel.

Dus sal die potensiële energie wat met die voorwerp geassosieer word nadat die voorwerp 10 cm van bogenoemde hoogte verplaas het wees

PE = PEaanvanklike – KE = (4.9k-0.00625)J = 4.89k Joule

Lees meer op die Potensiële energie.

Algemene vrae

Is die snelheid van die voorwerp wat van die hoogte af val negatief?

Die snelheid van die voorwerp as gevolg van swaartekrag wat met hoogte verskil, word deur die formule gegee

Soos die verskil tussen die finale en die aanvanklike hoogte negatief word as gevolg van dalende hoogte, word die die snelheid van die voorwerp wat neerval is negatief.

Is die momentum van die voorwerp op die hoogste punt bewaar?

Die voorwerp het momentum wat daarmee geassosieer word wanneer dit met 'n snelheid beweeg.

Wanneer die voorwerp op die hoogste punt bo die oppervlak is, het die voorwerp geen kinetiese energie wat daarmee geassosieer word nie aangesien die snelheid van die voorwerp nul is; dus is die momentum van die voorwerp ook nul.

Wat is 'n vrye val?

Die voorwerp nadat hy die hoogste punt in sy vlug bereik het en die hoogste potensiële energie gekry het, is geneig om terug te keer na die oppervlak.

Die vinnige val en vrye beweging van die voorwerp as gevolg van die effek van die gravitasiekrag wat deur die Aarde uitgeoefen word, word die vrye val van die voorwerp genoem.

Waarom is die versnelling van die voorwerp by die hoogste punt nul?

Die versnelling sal nul wees as daar geen variasie in die snelheid van die voorwerp is nie.

Op die hoogste punt het die voorwerp geen kinetiese energie nie waar al sy kinetiese energie in die potensiële energie omgeskakel word, en daarom is die snelheid nul en die voorwerp versnel nie.

AKSHITA MAPARI

Hallo, ek is Akshita Mapari. Ek het M.Sc. in Fisika. Ek het aan projekte gewerk soos Numeriese modellering van winde en golwe tydens sikloon, Fisika van speelgoed en gemeganiseerde opwindingsmasjiene in pretpark gebaseer op Klassieke Meganika. Ek het 'n kursus oor Arduino gevolg en het 'n paar mini-projekte op Arduino UNO bereik. Ek hou altyd daarvan om nuwe sones op die gebied van wetenskap te verken. Ek glo persoonlik dat leer meer entoesiasties is as dit met kreatiwiteit geleer word. Afgesien hiervan hou ek daarvan om te lees, te reis, op kitaar te tokkel, klippe en lae te identifiseer, fotografie en skaak te speel. Koppel my op LinkedIn - linkedin.com/in/akshita-mapari-b38a68122

Onlangse plasings