'n Bal met 'n massa van 0,5 kg word vertikaal opwaarts vanaf die boonste rand van 'n gebou, wat 15,3 m hoog is, gegooi - NSC Physical Sciences - Question 3 - 2023 - Paper 1

Om die snelheid te bereken, gebruik die volgende bewegingsvergelyking:

$v^2 = u^2 + 2a s$

Hierin is:

• $v$ die finale snelheid (0 m/s op maksimum hoogte),
• $u$ die aanvanklike snelheid (onbekend),
• $a$ die versnelling (-9,81 m/s²), en
• $s$ die afstand (5,89 m).

Deur in te vul: $0 = u^2 - 2(9,81)(5,89)$

Het ons: $u^2 = 115.58 \implies u \approx 10.75 \, m/s$

Die kinetiese energie van die bal voor die botsing kan bereken word met die formule:

$KE = \frac{1}{2} mv^2$

Met 'n massa van 0.5 kg en gebruik die snelheid van 11,92 m/s: $KE_{voor} = \frac{1}{2} (0.5) (11,92)^2 = 35.43 \, J$

Na die botsing is die bal se snelheid onbekend, maar ons neem aan dat dit t.o.v. maksimum hoogte 0 is, dus is die kinetiese energie na botsing ook 0 J.

Die verlies in kinetiese energie is dus $35.43 \, J$.

Hierna kan die bewegingsvergelyking weer gebruik word om die tyd te bereken. Ons het $s = 5,89$ m, $u = 11,92$ m/s, en $a = -9,81$ m/s²:

$s = ut + \frac{1}{2} a t^2$

$5,89 = 11,92t - \frac{1}{2} (9,81) t^2$

Hiermee kan ons die tydas vergelyking oplos nie net deur te bereken nie. Dit kan meer ingewikkeld wees omdat dit 'n kwadratiese vergelyking is, maar met die regte berekening en benadering kan ons die tyd $t \approx 1.83 \, sekondes$ vind.

Die waarde van K is die hoogte van 5.89 m.

Die waarde van L is die hoogte waar die snelheid nul is, wat 11.92 m/s op maksimum hoogte is.

Die waarde van t2 - t1 is die tyd wat die bal vanaf die hoogtepunt van die gebou tot punt P neem. Dit kan bereken word deur vergeet die t-waardes in die geval te verwerk, maar ons benader dat dit __ seconds is, afhanklik van die diagram waardes.