Apakah kelajuan hentaman menegak biji benih selepas ia dilancarkan secara mendatar dari ketinggian 1 m?

Soalan

Tekanan meningkat secara mendadak di dalam buah timun yang memancut (Ecballium elaterium) apabila ia masak. Apabila disentuh, buah itu terlepas dari tangkainya dan mengeluarkan biji dengan cecair dalamannya.

Andaikan biji benih meninggalkan buah 1 m di atas tanah pada kelajuan awal 11 m/s berbanding dengan tanah, pada pelbagai sudut ke arah mendatar. Abaikan rintangan udara dan angin; ambil g = 10 m/s². Satu biji mempunyai jisim 0.07 g dan dikeluarkan secara mendatar. Cari magnitud halaju menegaknya sejurus sebelum ia mencecah tanah. Berikan jawapan dalam m/s, dibundarkan kepada satu tempat perpuluhan.

Penjelasan

Benih itu dilancarkan secara mendatar, jadi halaju menegak awalnya ialah v₀y = 0. Untuk jatuh melalui ketinggian h tanpa rintangan udara:

vᵧ² = v₀y² + 2gh = 2gh.

Menggunakan h = 1 m dan g = 10 m/s²:

|vᵧ| = √20 ≈ 4.472 m/s ≈ 4.5 m/s.

Kelajuan mendatar 11 m/s dan jisim biji benih tidak menjejaskan komponen menegak ini.