Untuk merangsang roller coaster, gerobak ditempatkan pada ketinggian 4 m dan dibiarkan berguling dari yang lain ke bawah. Temukan masing-masing berikut untuk kereta jika gesekan dapat diabaikan: a) kecepatan pada ketinggian 1 m, b) ketinggian ketika kecepatan 3 m / s?

Menjawab:

#a) 7.67 ms ^ -1 #

#b) 3.53m #

Penjelasan:

Karena dikatakan tidak mempertimbangkan tentang gaya gesek, selama penurunan ini,energi total sistem akan tetap dilestarikan.

Jadi, ketika gerobak berada di atas roller coaster, ia beristirahat, jadi pada ketinggian itu # h = 4m # itu hanya energi potensial yaitu # mgh = mg4 = 4mg # dimana, # m # adalah massa gerobak dan # g # adalah akselerasi karena gravitasi.

Sekarang, ketika itu akan berada di ketinggian # h '= 1m # di atas tanah, ia akan memiliki beberapa energi potensial dan beberapa energi kinetik. Jadi, jika pada ketinggian itu kecepatannya adalah # v # maka total energi pada ketinggian itu akan menjadi # mgh '+ 1 / 2m v ^ 2 #

jadi, kita bisa menulis, # mgh = mgh '+1/2 mv ^ 2 #

atau, # 4g = g + 1/2 v ^ 2 # (Lihat # m # dibatalkan dari kedua sisi)

Menempatkan, # g = 9,81 m s ^ -2 # kita mendapatkan,

# v = 7.67 ms ^ -1 #

Sekali lagi, gunakan persamaan yang sama, jika Anda ambil # v = 3ms ^ -1 # kemudian #h '' # Yaitu ketinggian di mana kecepatan akan menjadi # 3ms ^ -1 # akan ditemukan dengan cara yang disebutkan di bawah ini!

# mgh = mgh '' + 1/2 m (3) ^ 2 #

atau, # 4g = h''g + 9/2 #

atau, #h '' = 3.53m #

jadi, pada # 3.53m # di atas kecepatan tanah seharusnya # 3 ms ^ -1 #