برای حل این مسئله، باید از قانون بقای انرژی استفاده کنیم.
گلوله با جرم \( m = 400 \, \text{g} \) (که باید به کیلوگرم تبدیل شود یعنی \( 0.4 \, \text{kg} \)) از ارتفاع 50 سانتیمتر (یا \( 0.5 \, \text{m} \)) رها میشود.
در نقطه اولیه (نقطه A)، انرژی پتانسیل گرانشی گلوله به صورت زیر است:
\[
E_{\text{p}} = mgh = 0.4 \times 10 \times 0.5 = 2 \, \text{J}
\]
هنگامی که گلوله به نقطه B میرسد، این انرژی پتانسیل کامل به انرژی جنبشی تبدیل میشود:
\[
E_{\text{k}} = \frac{1}{2} mv^2 = 2 \, \text{J}
\]
با حل معادله انرژی جنبشی برای \( v \):
\[
\frac{1}{2} \times 0.4 \times v^2 = 2
\]
\[
0.2 \times v^2 = 2
\]
\[
v^2 = \frac{2}{0.2} = 10
\]
\[
v = \sqrt{10} = 3.16 \, \text{m/s}
\]
پس سرعت گلوله در نقطه B برابر با \( 3.16 \, \text{m/s} \) است.
این بیانکننده نتیجهای است که طبق قانون بقای انرژی به دست آمده است.
