Sorunun Çözümü
Cismin yere çarpma hızını bulmak için enerji korunumu prensibini kullanabiliriz. Hava sürtünmesi önemsenmediği için mekanik enerji korunur.
- Verilenler:
Başlangıç yüksekliği (\(h\)) = 80 m
Başlangıç hızı (\(v_0\)) = 30 m/s (yukarı)
Yerçekimi ivmesi (\(g\)) = 10 m/s² (varsayılır) - Enerji Korunumu Prensibi:
Cismin başlangıçtaki toplam mekanik enerjisi, yere çarptığı andaki toplam mekanik enerjisine eşittir.
\(E_{ilk} = E_{son}\)
\(\frac{1}{2}mv_0^2 + mgh = \frac{1}{2}mv_f^2 + mg(0)\) - Formülü Sadeleştirme:
Her terimi \(m\) ile bölersek:
\(\frac{1}{2}v_0^2 + gh = \frac{1}{2}v_f^2\)
\(v_f^2 = v_0^2 + 2gh\) - Değerleri Yerine Koyma:
\(v_f^2 = (30 \text{ m/s})^2 + 2 \times (10 \text{ m/s}^2) \times (80 \text{ m})\)
\(v_f^2 = 900 + 1600\)
\(v_f^2 = 2500\) - Son Hızı Hesaplama:
\(v_f = \sqrt{2500}\)
\(v_f = 50 \text{ m/s}\) - Doğru Seçenek C'dır.