Ποια σχέση μεταξύ του δυναμικού και της κινητικής ενέργειας, όπως τα αντικείμενα, έσπευσαν με κεκλιμένο επίπεδο;
Βασικές έννοιες
* Πιθανή ενέργεια (PE): Η ενέργεια αποθηκεύεται λόγω της θέσης ή της διαμόρφωσης ενός αντικειμένου. Για ένα αντικείμενο σε κλίση, το PE καθορίζεται από το ύψος του πάνω από το έδαφος.
* Κινητική ενέργεια (KE): Ενέργεια που κατέχει ένα αντικείμενο λόγω της κίνησής του. Εξαρτάται από τη μάζα και την ταχύτητα του αντικειμένου.
Η σχέση
Καθώς ένα αντικείμενο κυλά κάτω από ένα κεκλιμένο επίπεδο:
* Η πιθανή ενέργεια μειώνεται: Το αντικείμενο χάνει το ύψος, προκαλώντας τη μείωση της πιθανής ενέργειας του.
* Η κινητική ενέργεια αυξάνεται: Καθώς το αντικείμενο κερδίζει ταχύτητα, η κινητική του ενέργεια αυξάνεται.
* Διατήρηση ενέργειας: Η συνολική μηχανική ενέργεια (PE + KE) παραμένει σταθερή. Αυτό σημαίνει ότι η απώλεια πιθανής ενέργειας μετατρέπεται άμεσα σε κινητική ενέργεια.
Μαθηματική εκπροσώπηση
* PE =MGH , πού:
* m =μάζα του αντικειμένου
* g =επιτάχυνση λόγω βαρύτητας
* H =ύψος του αντικειμένου πάνω από το έδαφος
* ke =1/2 mv², όπου:
* m =μάζα του αντικειμένου
* V =ταχύτητα του αντικειμένου
Παράδειγμα
Φανταστείτε μια μπάλα στην κορυφή μιας ράμπας. Έχει μέγιστη πιθανή ενέργεια και μηδενική κινητική ενέργεια. Καθώς η μπάλα κυλά κάτω:
* PE μειώνεται Καθώς η μπάλα χάνει το ύψος.
* ke Αυξάνει Καθώς η μπάλα επιταχύνεται.
* Η συνολική ενέργεια παραμένει σταθερή - Η μείωση του ΡΕ είναι ίση με την αύξηση του ΚΕ.
Σημαντικές σημειώσεις
* τριβή: Στην πραγματικότητα, η τριβή θα ενεργήσει στο αντικείμενο, μετατρέποντας κάποια από τη μηχανική ενέργεια σε θερμότητα. Αυτό σημαίνει ότι η συνολική μηχανική ενέργεια δεν θα διατηρηθεί τέλεια.
* περιστροφή: Εάν το αντικείμενο είναι κυλιόμενο, έχει επίσης περιστροφική κινητική ενέργεια, προσθέτοντας ένα άλλο στοιχείο στη συνολική του ενέργεια.
Επιτρέψτε μου να ξέρω αν θέλετε μια πιο λεπτομερή εξήγηση για οποιαδήποτε συγκεκριμένη πτυχή ή θα θέλατε να δείτε ένα παράδειγμα εργασίας.
