برای حل این سوال، از قوانین حرکتی و معادلات حرکت استفاده میکنیم.
فرض میکنیم سهپایه به صورت عمودی سقوط کند و به زمین برخورد کند. از قانون بقای انرژی استفاده میکنیم. در ابتدا تمامی انرژی به صورت انرژی پتانسیل است و در نهایت به انرژی جنبشی تبدیل میشود.
1. **محاسبه انرژی پتانسیل اولیه:**
انرژی پتانسیل اولیه برابر است با:
\[
U = mgh
\]
که در اینجا:
\( m = 1.2 \, \text{kg} \)
\( g = 10 \, \text{m/s}^2 \)
\( h = 0.8 \, \text{m} \)
\[
U = 1.2 \times 10 \times 0.8 = 9.6 \, \text{J}
\]
2. **محاسبه سرعت در حالت تماسی:**
انرژی پتانسیل تبدیل به انرژی جنبشی میشود:
\[
K = \frac{1}{2}mv^2
\]
که در حالت تعادل انرژی داریم:
\[
U = K
\]
\[
9.6 = \frac{1}{2} \times 1.2 \times v^2
\]
\[
9.6 = 0.6v^2
\]
\[
v^2 = \frac{9.6}{0.6} = 16
\]
\[
v = \sqrt{16} = 4 \, \text{m/s}
\]
بنابراین، سرعت سهپایه در لحظهای که به سطح میرسد و بازبین میکند، \(4 \, \text{m/s}\) است.