In questo articolo parleremo di velocità zero, velocità zero nel punto più alto, ragione e vari fatti.
L'oggetto accelera verso l'alto con energia cinetica, la sua energia cinetica viene convertita in energia potenziale e ha l'energia potenziale più alta una volta che l'energia cinetica nulla rimane con l'oggetto e quindi la velocità dell'oggetto diventa zero.
Cos'è la velocità zero?
La velocità è la velocità di spostamento della posizione in un dato tempo.
La velocità dell'oggetto è zero se l'oggetto tende a rimanere fisso in una posizione per un certo tempo o se un oggetto ritorna alla sua posizione iniziale dopo lo spostamento.
Grafico posizione-tempo per velocità zero
Sul grafico posizione-tempo, la velocità dell'oggetto è zero se il pendenza di un grafico è parallelo all'asse x.
Il grafico seguente spiega lo stesso.
Il grafico sopra mostra a la posizione dell'oggetto rimane sempre invariata. Quindi la velocità dell'oggetto è zero.
È anche vero quando l'oggetto ritorna nella posizione da cui aveva iniziato il suo viaggio. È chiaramente indicato nel grafico sottostante.
Il grafico sopra mostra che l'oggetto è stato spostato da x1 a x2, ma poi ritorna a x1 dopo un certo periodo di tempo. Quindi, il cambiamento in una posizione ora diventa zero e quindi anche la velocità è uguale a zero.
Per saperne di più su Velocità zero: cosa, come, quando, esempi e problemi.
Perché la velocità zero è al punto più alto?
Man mano che l'oggetto sale sempre più in alto rispetto alla superficie del suolo, immagazzina l'energia sotto forma di energia potenziale.
Una volta che tutta l'energia cinetica dell'oggetto è stata convertita in energia potenziale, l'oggetto non accelera ulteriormente ma viene trattenuto lì per alcuni secondi finché non esercita una forza dovuta alla gravità che attira l'oggetto verso se stesso.
L'oggetto ritorna quindi verso il suolo convertendo l'energia potenziale che ha guadagnato in energia cinetica.
Velocità orizzontale zero di un oggetto in un movimento di proiettile
Un oggetto in un movimento proiettile si muove in due dimensioni, direzione x e direzione y.
Inizialmente, quando l'oggetto inizia il suo viaggio dalla sua origine, abbiamo entrambi velocità orizzontale così come la velocità verticale. Una volta raggiunto il punto più alto in cui tutta la sua energia cinetica viene convertita in energia potenziale, smette di accelerare per un po' e continua a muoversi in direzione orizzontale anziché verticale, quindi, a causa della gravità, accelera verso il basso.
Cosa succede all'oggetto quando la sua velocità diventa zero nel punto più alto?
L'oggetto viene tenuto fermo per il minor tempo possibile quando la sua velocità diventa zero.
Quando l'oggetto raggiunge il punto più alto del suo volo, l'energia cinetica dell'oggetto diventa zero e ha l'energia potenziale più alta che può avere.
La variazione dell'energia dell'oggetto è mostrata nel diagramma sottostante.
Si vede che la palla ha la massima energia cinetica durante il calcio che continua a diminuire man mano che la palla raggiunge l'altezza. L'energia cinetica decrescente viene convertita in energia potenziale ed è massima quando la palla raggiunge il punto più alto.
La velocità della palla è la massima durante il suo volo iniziale.
Nel punto più alto KE =0; questo è
1/2mv2=0
Dal la massa è conservata, è evidente che la velocità dell'oggetto è zero a questo punto.
v2=0
L'energia dell'oggetto viene conservata durante il suo volo. L'energia cinetica iniziale viene convertita in energia potenziale fino a quando l'energia cinetica dell'oggetto non è scomparsa, quindi l'energia potenziale viene convertita in energia cinetica.
La velocità dell'oggetto in un volo sopra la superficie a causa della gravità è
Quando la palla ha la massima energia potenziale tende ad occupare lo spazio nel suo punto più alto una volta che tutta la sua energia cinetica è stata convertita in energia potenziale. È solo perché l'attrazione gravitazionale della Terra esercitata sull'oggetto, trascina l'oggetto verso la superficie. Quindi, l'oggetto osserva la caduta libera e accelera verso il basso.
Problem1: Calcola l'energia cinetica e l'energia potenziale dell'oggetto di massa 5 kg sospeso da terra ad un'altezza di 100 metri.
Soluzione: L'altezza dell'oggetto da terra è h=100 m.
La massa dell'oggetto m=5kg
L'energia potenziale dell'oggetto è data dall'equazione
V=mg
= 5 kg x 9.8 m/s2 x100 = 4900
=4.9k Joule
L'energia potenziale associata all'oggetto è 4.9 kJoule.
La velocità dell'oggetto è zero. Quindi, l'energia cinetica dell'oggetto è
KE=1/2mv2=1/2m x 0=0
L'energia cinetica dell'oggetto è zero.
2 problema: Si consideri lo stesso oggetto legato ad un'altezza di 100 metri da terra leggermente alla deriva dall'elevata velocità del vento. Trova il cambiamento nell'energia potenziale dell'oggetto se sposta la sua posizione di 10 cm in 2 secondi.
Dato: Spostamento x=10 cm=0.10 m, tempo t=2 secondi
v= Δx/Δt = 0.1/2 = 0.05 m/s
L'energia cinetica dell'oggetto ora è
KE= 1/2mv2= 1/2 x 5 x (0.05)2
=1/2 x 5 x 0.0025=0.00625 Joule
I energia potenziale dell'oggetto in quota di 100 metri era 4.9 kJoule.
Quando l'oggetto si mette in movimento, l'energia potenziale dell'oggetto viene convertita in energia cinetica.
Così sarà l'energia potenziale associata all'oggetto dopo che l'oggetto si è spostato di 10 cm dall'altezza sopra
PE = PEinizialmente – KE = (4.9k-0.00625)J = 4.89k Joule
Per saperne di più sul Energia potenziale.
Domande frequenti
La velocità dell'oggetto che cade dall'alto è negativa?
La velocità dell'oggetto dovuta alla gravità che varia con l'altezza è data dalla formula
Poiché la differenza tra l'altezza finale e quella iniziale diventa negativa a causa della diminuzione dell'altezza, il la velocità dell'oggetto che cade è negativa.
La quantità di moto dell'oggetto nel punto più alto è conservata?
L'oggetto ha una quantità di moto associata ad esso quando si muove con una velocità.
Quando l'oggetto si trova nel punto più alto sopra la superficie, l'oggetto non ha energia cinetica ad esso associata poiché la velocità dell'oggetto è zero; quindi anche la quantità di moto dell'oggetto è zero.
Cos'è una caduta libera?
L'oggetto dopo aver raggiunto il punto più alto nel suo volo e aver ottenuto la massima energia potenziale tende a tornare in superficie.
La caduta rapida e il libero movimento dell'oggetto dovuto all'effetto della forza gravitazionale esercitata dalla Terra è chiamata caduta libera dell'oggetto.
Perché l'accelerazione dell'oggetto nel punto più alto è zero?
L'accelerazione sarà zero se non vi è alcuna variazione nella velocità dell'oggetto.
Nel punto più alto, l'oggetto non ha energia cinetica in cui tutta la sua energia cinetica viene convertita in energia potenziale, quindi la velocità è zero e l'oggetto non accelera.
Leggi anche:
- Velocità orizzontale vs velocità orizzontale
- Come trovare la velocità costante
- Velocità istantanea vs velocità
- Posizione vs velocità vs accelerazione
- Come determinare la velocità nella fisica della materia condensata
- Come trovare la velocità orizzontale di un proiettile
- Come trovare la velocità su un grafico
- Come trovare la velocità nelle curve di rotazione galattica
- Come trovare il vettore velocità
- Come determinare la velocità nelle onde meccaniche
Ciao, sono Akshita Mapari. Ho fatto il M.Sc. in Fisica. Ho lavorato su progetti come la modellazione numerica dei venti e delle onde durante i cicloni, la fisica dei giocattoli e le macchine da brivido meccanizzate nei parchi di divertimento basati sulla meccanica classica. Ho seguito un corso su Arduino e ho realizzato alcuni mini progetti su Arduino UNO. Mi piace sempre esplorare nuove zone nel campo della scienza. Personalmente credo che l'apprendimento sia più entusiasmante quando appreso con creatività. Oltre a questo mi piace leggere, viaggiare, strimpellare la chitarra, individuare rocce e strati, fotografare e giocare a scacchi.
Ciao amico lettore,
Siamo una piccola squadra alla Techiescience, che lavora duro tra i grandi player. Se ti piace quello che vedi, condividi i nostri contenuti sui social media. Il tuo supporto fa una grande differenza. Grazie!