Questions: 그림과 같이 36 m 높이에서 정지해 있던 질량이 10 kg 인 물체가 자유낙하하였다.
물체의 속력이 19.6 m / s 가 되는 순간의 높이 h 는? (단, 마찰과 공기 저항은 무시한다.)
(1) 0 m
(2) 16.4 m
(3) 18.0 m
(4) 20.4 m
(5) 26.4 m
Transcript text: 2. 그림과 같이 36 m 높이에서 정지해 있던 질량이 10 kg 인 물체가 자유낙하하였다.
물체의 속력이 $19.6 \mathrm{~m} / \mathrm{s}$ 가 되는 순간의 높이 h 는? (단, 마찰과 공기 저항은 무시한다.)
(1) 0 m
(2) 16.4 m
(3) 18.0 m
(4) 20.4 m
(5) 26.4 m
Solution
Solution Steps
Step 1: Identify the given values and the required value
Initial height (H) = 36 m
Mass (m) = 10 kg (not needed for this calculation)
Final velocity (v) = 19.6 m/s
Acceleration due to gravity (g) = 9.8 m/s²
Required: Height (h) at which the velocity is 19.6 m/s
Step 2: Use the kinematic equation to find the distance fallen
The kinematic equation for an object in free fall is:
\[ v^2 = u^2 + 2gh \]
where:
\( v \) is the final velocity
\( u \) is the initial velocity (0 m/s, since it starts from rest)
\( g \) is the acceleration due to gravity
\( h \) is the distance fallen
Substitute the known values:
\[ (19.6)^2 = 0 + 2 \times 9.8 \times h \]
Step 3: Solve for the distance fallen (h)
\[ 19.6^2 = 2 \times 9.8 \times h \]
\[ 384.16 = 19.6h \]
\[ h = \frac{384.16}{19.6} \]
\[ h = 19.6 \]
Step 4: Calculate the height (H - h)
The height at which the velocity is 19.6 m/s is:
\[ H - h = 36 - 19.6 = 16.4 \, \text{m} \]
Final Answer
The height \( h \) at which the velocity is 19.6 m/s is:
\[ \boxed{16.4 \, \text{m}} \]