In der Physik verrichtest du Arbeit, wenn du Kraft auf ein Objekt ausübst und es über eine Distanz bewegst. Es passiert keine Arbeit, wenn sich das Objekt nicht bewegt, egal wie viel Kraft Sie anwenden. Wenn Sie Arbeit verrichten, erzeugt es kinetische Energie. Die Masse und Geschwindigkeit eines Objekts beeinflussen, wie viel kinetische Energie es hat. Durch die Gleichsetzung von Arbeit und kinetischer Energie können Sie die Geschwindigkeit aus Kraft und Weg bestimmen. Sie können jedoch nicht Kraft und Entfernung allein anwenden; Da die kinetische Energie von der Masse abhängt, müssen Sie auch die Masse des sich bewegenden Objekts bestimmen.
Wiegen Sie das Objekt auf der Massenwaage. Wenn die Waage Gramm verwendet, teilen Sie die Masse durch 1.000, um sie in Kilogramm umzurechnen. Wenn Sie beispielsweise ein 700 g schweres Objekt haben, teilen Sie es durch 1.000, um 0,7 kg zu erhalten.
Nehmen Sie an, dass die Reibung in Ihren Berechnungen vernachlässigbar ist, sodass die am Objekt verrichtete Arbeit seiner kinetischen Energie entspricht.
Stellen Sie die Gleichungen für Arbeit und kinetische Energie einander gleich. Arbeit ist gleich Kraft mal Weg und kinetische Energie gleich der Hälfte der Masse des Objekts mal seiner Geschwindigkeit zum Quadrat, also:
W=Fd=\frac{1}{2}mv^2
Setze die Messwerte für Kraft, Weg und Masse in die Gleichung ein. Bei einer Kraft von 2 Newton beträgt der Abstand 5 m und die Masse 0,7 kg, zum Beispiel:
W=2(5)=\frac{1}{2}0.7v^2
Multiplizieren und dividieren Sie, um die Gleichung zu vereinfachen. Die vorherige Gleichung lautet zum Beispiel:
10=0,35v^2
Teilen Sie die linke Seite der Gleichung durch die Zahl auf der rechten Seite der Gleichung, um v. zu isolieren2. Die vorherige Gleichung lautet zum Beispiel:
v^2=10/0,35 = 28,6
Ziehen Sie die Quadratwurzel der Zahl auf der linken Seite der Gleichung, um die Geschwindigkeit zu bestimmen. Zum Beispiel ist die Quadratwurzel von 28,6 gleich 5,3, die Geschwindigkeit beträgt also 5,3 m/s.
Dinge, die du brauchen wirst
- Massenbilanz
- Taschenrechner
Tipps
Wenn Sie keine Massenwaage haben, wiegen Sie das Objekt auf einer Personenwaage oder einer anderen Waage und multiplizieren Sie das Gewicht mit 0,45, um Pfund in Kilogramm umzurechnen. Schätzen Sie bei Objekten, die zum Wiegen zu groß sind, das Gewicht und rechnen Sie es dann in Kilogramm um.