لحساب السرعة النهائية التي سيصل إليها الطفل عند الوصول لأعلى الهضبة نستخدم قانون الطاقة الحركية:
الطاقة الحركية الابتدائية = الطاقة الحركية النهائية + الطاقة المحولة إلى الطاقة الحركية
حيث:
الطاقة الحركية الابتدائية = الطاقة الكامنة = mgh
الطاقة الحركية النهائية = 0.5mv^2
الطاقة المحولة إلى الطاقة الحركية = القدرة × الوقت = P×t
ومن المعطيات:
m = 300 نيوتن = 30.6 كجم (بالاستخدام لقانون نيوتن F = ma)
g = 9.8 م/ث² (تسارع الجاذبية)
h = 6 متر
P = 435 واط
t = 5 ثواني
إذا:
الطاقة الحركية الابتدائية = mgh = 30.6 × 9.8 × 6 = 1799.2 جول
الطاقة المحولة إلى الطاقة الحركية = P×t = 435 × 5 = 2175 جول
بموازنة الطاقة:
mgh = 0.5mv^2 + P×t
1799.2 = 0.5 × 30.6 × v^2 + 2175
من ذلك:
v^2 = (2(1799.2 - 2175))/(30.6)
v^2 = 2.12
v ≈ √2.12
v ≈ 1.46 م/ث
إذا، السرعة النهائية التي سيصلها الطفل عند وصوله لأعلى الهضبة تكون حوالي 1.46 متر/ثانية.
