Qual é a velocidade de uma bola de 500g balançando na corda de 1,5 m de comprimento?
Você não pode determinar a velocidade da bola apenas a partir da massa e do comprimento da corda. Aqui está o porquê:
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A velocidade depende do arco do balanço: A velocidade de uma bola giratória muda constantemente. É mais rápido no fundo do seu balanço e mais lento nos pontos mais altos.
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Precisamos de mais informações: Para calcular a velocidade, precisamos saber:
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O ângulo do balanço: Até onde a bola balança do seu ponto de partida?
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a energia da bola: Conhecemos sua energia cinética em um ponto específico em seu balanço?
Veja como você pode se aproximar de encontrar a velocidade com informações adicionais: 1. Usando o ângulo do balanço: *
Conservação de energia: A energia mecânica total da bola (potencial + cinética) é constante. No ponto mais alto do balanço, toda a energia é potencial. No fundo, tudo é cinético.
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energia potencial: PE =mgh, onde:
* M =massa (0,5 kg)
* g =aceleração devido à gravidade (9,8 m/s²)
* H =diferença de altura entre o ponto mais alto e o ponto mais baixo. Isso é calculado usando o comprimento da corda e o ângulo de balanço.
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energia cinética: Ke =(1/2) mv², onde:
* M =massa (0,5 kg)
* v =velocidade (o que queremos encontrar)
2. Usando a energia cinética da bola: * Se você conhece a energia cinética da bola em um determinado ponto, poderá resolver diretamente a velocidade usando a equação de energia cinética (KE =(1/2) MV²).
Exemplo: Digamos que a bola gire para um ângulo máximo de 30 graus da vertical.
1.
Calcule a diferença de altura (h): * h =(1,5m) - (1,5m * cos (30 °))
* H ≈ 0,23M
2.
Calcule a energia potencial no ponto mais alto: * PE =(0,5 kg) * (9,8 m/s²) * (0,23 m)
* Pe ≈ 1,13 j
3.
Essa energia potencial é igual à energia cinética no fundo: * Ke =1,13 j
4.
Resolva a velocidade na parte inferior: * 1,13 J =(1/2) * (0,5 kg) * V²
* V² ≈ 4,52 m²/s²
* V ≈ 2,13 m/s
Deixe -me saber se você tem o ângulo ou a energia cinética da bola, e eu posso calcular a velocidade para você.