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Find the kinetic energy of a 4 kg particle whose velocity is \( (\hat{i}-\hat{j}) \mathrm{ms} \)

Ask by Knight Bright. in Ghana
Jan 18,2025

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The kinetic energy of the particle is 4 Joules.

Solution

To calculate the **kinetic energy** of a particle, you can use the formula: \[ K = \frac{1}{2} m v^2 \] where: - \( K \) is the kinetic energy, - \( m \) is the mass of the particle, - \( v \) is the speed of the particle. Given: - Mass (\( m \)) = **4 kg** - Velocity vector (\( \vec{v} \)) = \( \hat{i} - \hat{j} \, \text{m/s} \) **Step 1: Determine the Speed (\( v \))** The speed is the magnitude of the velocity vector. \[ v = |\vec{v}| = \sqrt{(1)^2 + (-1)^2} = \sqrt{1 + 1} = \sqrt{2} \, \text{m/s} \] **Step 2: Calculate the Kinetic Energy (\( K \))** \[ K = \frac{1}{2} \times 4 \, \text{kg} \times (\sqrt{2} \, \text{m/s})^2 \] \[ K = \frac{1}{2} \times 4 \times 2 \] \[ K = \frac{1}{2} \times 8 = 4 \, \text{Joules} \] **Final Answer:** The kinetic energy of the particle is **4 Joules**.

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The Deep Dive

To find the kinetic energy of the particle, we use the formula: \[ KE = \frac{1}{2} mv^2 \] where \( m \) is the mass of the particle and \( v \) is its speed. Here, the mass \( m = 4 \) kg, and the velocity vector \( \vec{v} = \hat{i} - \hat{j} \). First, we calculate the speed \( v \): \[ v = \sqrt{(1)^2 + (-1)^2} = \sqrt{1 + 1} = \sqrt{2} \, \text{m/s} \] Now, substituting the values into the kinetic energy formula: \[ KE = \frac{1}{2} \cdot 4 \cdot (\sqrt{2})^2 = \frac{1}{2} \cdot 4 \cdot 2 = 4 \, \text{J} \] So, the kinetic energy of the particle is 4 Joules.

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