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

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
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Solution

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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: \[ \boxed{16.4 \, \text{m}} \]

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