برای حل سوال مربوط به مقایسه انرژی جنبشی، ابتدا باید مفهوم انرژی جنبشی را توضیح دهیم. انرژی جنبشی یک جسم به صورت زیر تعریف میشود:
\[ E_k = \frac{1}{2} m v^2 \]
که در اینجا:
- \( m \) جرم جسم است.
- \( v \) سرعت جسم است.
برای شکل (الف):
- جرم جسم \( m \)
- سرعت جسم \( v \)
انرژی جنبشی برابر است با:
\[ E_{k_1} = \frac{1}{2} m v^2 \]
برای شکل (ب):
- جرم جسم \( 2m \)
- سرعت جسم \( 2v \)
انرژی جنبشی برابر است با:
\[ E_{k_2} = \frac{1}{2} (2m) (2v)^2 = \frac{1}{2} \times 2m \times 4v^2 = 4 \times \frac{1}{2} m v^2 \]
پس:
- \( E_{k_2} = 4 E_{k_1} \)
بنابراین انرژی جنبشی در شکل (ب) چهار برابر انرژی جنبشی در شکل (الف) است.
