Ποια εξίσωση εκφράζει τη διατήρηση της μηχανικής ενέργειας σε ένα σύστημα όπου οι μορφές είναι μόνο κινητική και βαρυτική δυναμική ενέργεια;
ke₁ + pe₁ =ke₂ + pe₂
Οπου:
* ke₁ είναι η αρχική κινητική ενέργεια του συστήματος
* pe₁ είναι η αρχική βαρυτική δυναμική ενέργεια του συστήματος
* ke₂ είναι η τελική κινητική ενέργεια του συστήματος
* pe₂ είναι η τελική βαρυτική δυναμική ενέργεια του συστήματος
Αυτή η εξίσωση δηλώνει ότι η συνολική μηχανική ενέργεια (το άθροισμα της κινητικής και της δυνητικής ενέργειας) του συστήματος παραμένει σταθερή, παρόλο που η ενέργεια μπορεί να μετασχηματιστεί μεταξύ αυτών των δύο μορφών.
Επεξήγηση:
* Κινητική ενέργεια (KE) είναι η ενέργεια της κίνησης, που δίνεται από το KE =1/2 * MV², όπου m είναι μάζα και V είναι ταχύτητα.
* Ενεργειακή ενέργεια βαρύτητας (PE) είναι η ενέργεια που έχει ένα αντικείμενο λόγω της θέσης του σε ένα βαρυτικό πεδίο, που δίνεται από το PE =MGH, όπου m είναι μάζα, το G είναι η επιτάχυνση λόγω βαρύτητας και το H είναι το ύψος.
Παράδειγμα:
Φανταστείτε μια μπάλα που πέφτει από ένα συγκεκριμένο ύψος. Αρχικά, η μπάλα έχει πιθανή ενέργεια λόγω του ύψους της και χωρίς κινητική ενέργεια (είναι σε κατάσταση ηρεμίας). Καθώς η μπάλα πέφτει, η πιθανή ενέργεια της μετατρέπεται σε κινητική ενέργεια, αυξάνοντας την ταχύτητά της. Όταν η μπάλα χτυπά στο έδαφος, έχει μέγιστη κινητική ενέργεια και μηδενική δυναμική ενέργεια. Ωστόσο, η συνολική μηχανική ενέργεια του συστήματος (Ball + Earth) παραμένει σταθερή καθ 'όλη τη διάρκεια της πτώσης.
