Σύμφωνα με το νόμο της μηχανικής ενέργειας διατήρησης, εάν μόνο η δύναμη ενεργεί σε αυτό το εκκρεμές είναι το συνολικό σύστημα βαρύτητας.
Ο νόμος της διατήρησης της μηχανικής ενέργειας
Ο νόμος δηλώνει ότι σε ένα απομονωμένο σύστημα, η συνολική μηχανική ενέργεια παραμένει σταθερή. Η μηχανική ενέργεια είναι το άθροισμα της δυνητικής ενέργειας (PE) και της κινητικής ενέργειας (KE):
* Πιθανή ενέργεια (PE): Η ενέργεια αποθηκεύεται λόγω της θέσης ή της διαμόρφωσης ενός αντικειμένου (όπως ένα εκκρεμές bob στο υψηλότερο σημείο της ταλάντευσης).
* Κινητική ενέργεια (KE): Ενέργεια που κατέχει ένα αντικείμενο λόγω της κίνησης του (όπως ένα εκκρεμές bob που κινείται στο ταχύτερο σημείο του).
την εφαρμογή του σε εκκρεμές
1. Ιδανικό σύστημα: Σε ένα εξιδανικευμένο σύστημα εκκρεμών, υποθέτουμε:
* Χωρίς αντίσταση αέρα (τριβή).
* Δεν υπάρχει απώλεια ενέργειας λόγω του σημείου περιστροφής.
* Μόνο η βαρύτητα ενεργεί στο εκκρεμές Bob.
2. Μετασχηματισμοί ενέργειας: Καθώς το εκκρεμές μετατρέπει, η ενέργεια μετασχηματίζεται μεταξύ PE και KE:
* Στο υψηλότερο σημείο: Το BOB έχει μέγιστο PE και ελάχιστο KE (σταματά στιγμιαία).
* στο χαμηλότερο σημείο: Το BOB έχει μέγιστο KE και ελάχιστο PE (κινείται ταχύτερα).
* μεταξύ: Η ενέργεια ανταλλάσσεται συνεχώς μεταξύ PE και KE, αλλά η συνολική μηχανική ενέργεια παραμένει η ίδια.
3. Συνολική μηχανική ενέργεια (e): Αυτό είναι το άθροισμα των PE και KE σε οποιοδήποτε σημείο της κούνιας.
* E =pe + ke =σταθερή
Γιατί αυτό έχει σημασία
Ο νόμος της διατήρησης της μηχανικής ενέργειας μας βοηθά να κατανοήσουμε:
* Η κίνηση του εκκρεμούς: Η συνεχής ανταλλαγή μεταξύ PE και KE εξηγεί την κίνηση πίσω και προς τα εμπρός.
* Η περίοδος του εκκρεμούς: Ο χρόνος που χρειάζεται για μια πλήρη ταλάντευση καθορίζεται από τη συνολική ενέργεια και το μήκος του εκκρεμούς.
Σκέψεις πραγματικού κόσμου
Στον πραγματικό κόσμο, τα εκκρεμήματα δεν είναι τέλεια απομονωμένα συστήματα. Η τριβή από την αντίσταση στον αέρα και το σημείο περιστροφής προκαλεί απώλεια ενέργειας. Ως αποτέλεσμα, το πλάτος του εκκρεμούς (η μέγιστη γωνία ταλάντευσης) θα μειωθεί σταδιακά με την πάροδο του χρόνου και η συνολική μηχανική ενέργεια θα μειωθεί αργά.
Επιτρέψτε μου να ξέρω αν θέλετε μια πιο λεπτομερή εξήγηση για οποιαδήποτε συγκεκριμένη πτυχή αυτής της έννοιας!
