Для того чтобы определить скорость, с которой шарик вылетел из пружинного пистолета, можно использовать законы сохранения энергии. В данном случае у нас есть два вида энергии: кинетическая энергия и потенциальная энергия .
Когда шарик вылетает из пистолета, он обладает кинетической энергией, которая затем полностью преобразуется в потенциальную энергию на максимальной высоте подъема.
- Кинетическая энергия на момент вылета:
где:
- — масса шарика,
- — скорость шарика на момент вылета.
- Потенциальная энергия на максимальной высоте:
где:
- — масса шарика,
- — ускорение свободного падения ),
- — максимальная высота подъема шарика ).
Так как вся кинетическая энергия преобразуется в потенциальную энергию, приравняем эти два выражения:
Учитывая, что масса присутствует в обоих частях уравнения, она сокращается:
Теперь выразим скорость :
Подставим значения и :
Итак, шарик вылетел из пружинного пистолета со скоростью приблизительно .