1. Calcola l'energia potenziale elastica

* L'energia potenziale elastica immagazzinata nell'elastico è data da:

* pe =(1/2) * k * x²

* Dove:

* PE è l'energia potenziale

* k è la costante di primavera del rasone (dovremo trovarlo)

* x è la distanza che l'armadio è allungato (0,15 m)

2. Determina la costante di primavera (k)

* Possiamo trovare la costante di molla usando la forza applicata e la distanza estesa:

* f =k * x

* k =f / x =27 N / 0.15 m =180 N / M

3. Calcola l'energia cinetica

* Supponendo alcuna perdita di energia dovuta all'attrito o ad altri fattori, l'energia potenziale elastica viene convertita in energia cinetica della pietra:

* ke =(1/2) * m * v²

* Dove:

* Ke è l'energia cinetica

* m è la massa della pietra (0,025 kg)

* V è la velocità iniziale della pietra (ciò che vogliamo trovare)

4. Equiparare l'energia potenziale e cinetica

* Poiché l'energia è conservata:

* pe =ke

* (1/2) * k * x² =(1/2) * m * v²

5. Risolvi per la velocità iniziale (v)

* Sostituisci i valori noti e risolvi per V:

* (1/2) * 180 N/M * (0,15 m) ² =(1/2) * 0,025 kg * V²

* v² =(180 N/m * 0,15 m²)/0,025 kg

* v =√ ((180 * 0,15²)/0,025) ≈ 11,0 m/s

Pertanto, la velocità iniziale della pietra è di circa 11,0 m/s.

Nota importante: Questo calcolo fa diverse ipotesi, tra cui:

* Nessuna perdita di energia: In realtà, ci sarà una certa perdita di energia a causa di attrito, resistenza all'aria e elasticità imperfetta dell'elastico.

* Comportamento primaverile ideale: Stiamo assumendo che l'elastico si agisca come una primavera perfetta, che potrebbe non essere del tutto accurata.

Questi fattori significano che la velocità iniziale effettiva della pietra sarà probabilmente leggermente inferiore al valore calcolato.