Förstå koncepten

* Gravitational Potential Energy (GPE): Detta är den energi som ett objekt har på grund av dess position i ett gravitationsfält. Det beräknas som:gpe =mgh, där:

* m =massa (kg)

* g =acceleration på grund av tyngdkraften (ungefär 9,8 m/s²)

* h =höjd över en referenspunkt (m)

* kinetic energi (KE): Detta är den energi som ett objekt har på grund av dess rörelse. Det beräknas som:ke =(1/2) mv², där:

* m =massa (kg)

* v =hastighet (m/s)

Bevarande av energi

Den viktigaste principen här är bevarande av energi. När pendeln svänger förblir dess totala energi (GPE + KE) konstant. Vid sin högsta punkt är all energi GPE. Vid sin lägsta punkt är all energi KE.

Lösning av problemet

1. Ställ in ekvationen:

Eftersom den totala energin bevaras:

GPE (högsta punkt) =ke (lägsta punkt)

MGH =(1/2) MV²

2. Avbryt massan (m):

Lägg märke till att massan visas på båda sidor av ekvationen. Vi kan avbryta det.

GH =(1/2) V²

3. Lös för höjden (h):

H =(V²)/(2G)

4. ersätt värdena och beräkna:

h =(4²)/(2 * 9,8) =0,816 m

5. Lös för massan (M) med GPE -ekvationen:

Gpe =mgh

224 J =M * 9,8 * 0,816

M =224 / (9,8 * 0,816) =28,1 kg (ungefär)

Därför är pendelmassan ungefär 28,1 kg.