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如圖所示,
一重量為20kg的煙花從船上發射並升上離水面120m的高度,煙花隨即爆開成一直徑為80m的煙花球。
(a)
假設煙花在離水面120m時的速度為零,求煙花從船上發射時的速度(initial
velocity)?
(b)
試計算煙花上升120m所需的時間。
(c)
試述煙花從船上至120m高空期間,能量的變化。
(d)
一位學生指出在計算煙花的位能時,不可使用PE
= mgh 這公式,因為g會隨著高度變化。他是否正確呢?為什麼呢?

(e)
假設煙花爆開時,分裂成數千等份並向各個不同的方向散落,
(i)
試述每小份煙花碎片行走途徑的形狀。
(ii)
求爆開時每小份碎片的速度(initial
velocity)。
(iii)
求煙花爆開成一直徑為80m的煙花球所需的時間。
(f)
由所有碎片的動能,推算煙花在高空爆開時所釋放出的化學能最少應為什麼數值。為什麼真正釋放出的化學能應比這計算的答案大呢?
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