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A 0.6 kg apple falls from a tree. At 0.6 s , the apple reaches the ground at 0 m . What is the potential energy of the apple? \[ \begin{array}{r}E_{p}=[?] \mathrm{J} \\ E_{p}=m g h\end{array} \] For gravitational acceleration, use \( \mathrm{g}=10 \mathrm{~m} / \mathrm{s}^{2} \). 0 J 30 J 60 J

Ask by Rowe Frank. in the United States
Jan 20,2025

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The potential energy of the apple when it reaches the ground is 0 J.

Solution

To calculate the potential energy (\( E_p \)) of the apple when it reaches the ground, we can use the formula: \[ E_p = mgh \] Where: - \( m \) = mass of the apple = 0.6 kg - \( g \) = gravitational acceleration = 10 m/s² - \( h \) = height above the ground When the apple reaches the ground, its height (\( h \)) is 0 meters. Plugging the values into the formula: \[ E_p = 0.6 \, \text{kg} \times 10 \, \text{m/s}² \times 0 \, \text{m} = 0 \, \text{J} \] **Answer:** 0 J

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To find the potential energy (Eₚ) of the apple before it falls, we can use the formula Eₚ = mgh, where m is the mass in kilograms, g is the acceleration due to gravity, and h is the height in meters. If the apple takes 0.6 seconds to hit the ground and assuming it falls freely, we can determine the height using the formula h = 0.5gt². Plugging in g = 10 m/s² and t = 0.6 s, we find h ≈ 1.8 m. Then, Eₚ = 0.6 kg x 10 m/s² x 1.8 m = 10.8 J. Interestingly, the potential energy is converted to kinetic energy as it falls, so the initial energy in the apple before the fall is around 10.8 J, which would be in between the options given. Additionally, remember that potential energy is highest when an object is at its peak height, and as it begins to fall, that energy transforms into kinetic energy, which is at its maximum just before impact. So the 0 J at ground level indicates that all potential energy has been converted into kinetic energy!

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EXERCICE 3 : ( 5 points) Au cours d'une promenade ton voisin de classe a assisté à une scène. Il a vu un enfant qui s'amusait à plonger dans l'eau d'une rivière à partir du point \( C_{0} \) d'un rocher. Cet enfant, considéré comme un point matériel, voulait attraper un ballon flottant au point \( \vec{A} d{ }^{-1} \) cettel rivière. Ton voisin veut déterminer la valeur de la vitesse \( \vec{V}_{0} \) avec laquelle l'enfant a fait ce plongeon du point de départ \( \mathrm{C}_{0} \) jusqu'au point A (voir schéma ci-contre). A la date \( t=0 \) s, l'enfant s'est élancé du rocher avec une vitesse \( \overrightarrow{V_{0}} \), de valeur \( V_{0} \), incliné d'un angle \( \alpha 0 \) par rapport à l'horizontale. La valeur \( V_{0} \) peut varier et le mouvement du centre d'inertie \( C \) de l'enfant s'effectue dans le référentiel terrestre supposé galiléen muni du repère \( (0, \vec{\imath}, \vec{j}) \). A la date \( t=O \) s, le centre d'inertie de l'enfant, de masse \( m \), est en \( C_{0} \) tel que \( O C_{0}=2 \mathrm{~m} \). Les frottements contre l'air sont négligés lors du plongeon de cet enfant. Données: \( g=9,8 \mathrm{~m} \cdot \mathrm{~s}^{-2} ; \alpha_{0}=45^{\circ} ; \quad O A=2 \mathrm{~m} \) Ton voisin te sollicite pour la détermination de \( V_{0} \). 1. Montre qu'au cours de son plongeon, le vecteur accélération \( \vec{a} \) de l'enfant est égal au vecteur champ de pesanteur uniforme \( \vec{g} \). 2. Détermine les équations horaires du mouvement de l'enfant dans le repère \( (0, \vec{\imath}, \vec{\jmath}) \). 3. Etablis l'équation littérale de la trajectoire \( y=f(x) \) de l'enfant dans le repère \( (0, \vec{\imath}, \vec{j}) \). 4. Détermine les coordonnées \( X_{A} \) et \( Y_{A} \) de l'enfant lorsqu'il arrive au point \( A \) où se trouve le ballon. 5. Déduis de la réponse à la question précédente la valeur de \( V_{0} \) pour qu'à l'issu de ce plongeon l'enfant se retrouve au point A de cette rivière.
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