Ποιες ενέργειες κατέχουν μια πέτρα που πέφτει από το ύψος στο έδαφος;
1. Πιθανή ενέργεια (PE):
* στο αρχικό ύψος: Η πέτρα έχει μέγιστη δυναμική ενέργεια λόγω της θέσης της στο βαρυτικό πεδίο της Γης. Αυτή η ενέργεια αποθηκεύεται λόγω του ύψους της και υπολογίζεται ως:PE =MGH, όπου m είναι η μάζα, το G είναι η επιτάχυνση λόγω βαρύτητας και H είναι το ύψος.
* Καθώς πέφτει: Η πιθανή ενέργεια μειώνεται καθώς η πέτρα πλησιάζει στο έδαφος, μετατρέποντας σε κινητική ενέργεια.
2. Κινητική ενέργεια (KE):
* στο αρχικό ύψος: Η πέτρα έχει μηδενική κινητική ενέργεια όπως είναι σε ηρεμία.
* Καθώς πέφτει: Η πέτρα κερδίζει κινητική ενέργεια λόγω της αυξανόμενης ταχύτητά της. Αυτή η ενέργεια υπολογίζεται ως:ke =1/2 mV², όπου m είναι η μάζα και V είναι η ταχύτητα.
3. Συνολική μηχανική ενέργεια (TME):
* καθ 'όλη τη διάρκεια της πτώσης: Η συνολική μηχανική ενέργεια της πέτρας παραμένει σταθερή, υποθέτοντας καμία απώλεια ενέργειας λόγω της αντίστασης του αέρα. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η μείωση της δυνητικής ενέργειας αντισταθμίζεται ακριβώς από την αύξηση της κινητικής ενέργειας.
4. Άλλες εκτιμήσεις:
* Αντίσταση αέρα: Σε σενάρια πραγματικού κόσμου, η αντίσταση στον αέρα θα προκαλέσει κάποια απώλεια ενέργειας, μειώνοντας την τελική κινητική ενέργεια και τη συνολική μηχανική ενέργεια.
* Ηχητική ενέργεια: Μια μικρή ποσότητα ενέργειας μετατρέπεται επίσης σε ηχητική ενέργεια όταν η πέτρα χτυπά στο έδαφος.
Συνοπτικά, μια πέτρα που πέφτει από ένα ύψος διαθέτει πιθανή ενέργεια στην αρχή, η οποία μετατρέπεται σε κινητική ενέργεια καθώς πέφτει. Η συνολική μηχανική ενέργεια παραμένει σταθερή, παραμελώντας τις απώλειες ενέργειας λόγω της αντίστασης στον αέρα και του ήχου.
