برای حل این سوال، از رابطه انرژی جنبشی استفاده میکنیم:
\[
E_k = \frac{1}{2} m v^2
\]
که در آن \( E_k \) انرژی جنبشی، \( m \) جرم و \( v \) سرعت است.
در این سوال داریم:
جرم جسم = ۴ کیلوگرم
سرعت اولیه = ۴ متر بر ثانیه
انرژی جنبشی اولیه \( E_k1 \) برابر است با:
\[
E_k1 = \frac{1}{2} \times 4 \times 4^2 = 32 \text{ ژول}
\]
طبق سوال، میخواهیم انرژی جنبشی جدید \( E_k2 \) برابر ۱۶ ژول شود. حال باید \( v \) جدید را پیدا کنیم:
\[
E_k2 = \frac{1}{2} \times 4 \times v^2 = 16
\]
حل برای \( v \):
\[
2 \times v^2 = 16 \v^2 = 8 \v = \sqrt{8} = \sqrt{4 \times 2} = 2\sqrt{2} \approx 2.8
\]
بنابراین، نزدیکترین گزینه به این مقدار گزینه (۳) یعنی ۸ است.
