پاسخ مسئله
ابتدا اطلاعات داده شده را بررسی می‌کنیم: گلوله با سرعت اولیه 20 متر بر ثانیه به سمت بالا پرتاب می‌شود و پس از 2 ثانیه به بالاترین نقطه در ارتفاع 20 متری می‌رسد. سپس به سمت پایین سقوط کرده و 1 ثانیه بعد با سرعت 10 متر بر ثانیه به ارتفاع 15 متری از سطح زمین می‌رسد.
محاسبه تندی متوسط (A)
تندی متوسط برابر است با کل مسافت طی شده تقسیم بر کل زمان.
- کل مسافت = مسافت طی شده در 2 ثانیه اول + مسافت طی شده در ثانیه سوم
- در 2 ثانیه اول، گلوله به ارتفاع 20 متری رسیده است.
- در ثانیه سوم، گلوله از ارتفاع 20 متری به 15 متری رسیده است، پس 5 متر پایین آمده است.
- کل مسافت = 20 + 5 = 25 متر
- کل زمان = 3 ثانیه
تندی متوسط = 25 / 3 = 8.33 متر بر ثانیه
محاسبه سرعت متوسط (B)
سرعت متوسط برابر است با جابجایی کل تقسیم بر کل زمان.
- جابجایی کل = ارتفاع نهایی - ارتفاع اولیه = 15 - 0 = 15 متر
- کل زمان = 3 ثانیه
سرعت متوسط = 15 / 3 = 5 متر بر ثانیه
محاسبه شتاب متوسط در 1 ثانیه آخر (C)
شتاب متوسط برابر است با تغییرات سرعت تقسیم بر زمان.
- سرعت در ابتدای ثانیه آخر (2 ثانیه پس از پرتاب) = 0 متر بر ثانیه (در بالاترین نقطه)
- سرعت در انتهای ثانیه آخر = 10 متر بر ثانیه
- تغییرات سرعت = 10 - 0 = 10 متر بر ثانیه
- زمان = 1 ثانیه
شتاب متوسط = 10 / 1 = 10 متر بر مجذور ثانیه
یادآوری ایمنی: در انجام آزمایش‌های فیزیکی، به ویژه آن‌هایی که شامل پرتاب اجسام می‌شوند، احتیاط کنید و از تجهیزات حفاظتی مناسب استفاده نمایید.
