Πώς αλλάζει η αρχική ταχύτητα με το σημείο του απελευθερωμένου κεκλιμένου επιπέδου;
Βασική ιδέα: Διατήρηση ενέργειας
Η συνολική μηχανική ενέργεια ενός αντικειμένου παραμένει σταθερή εάν ενεργούν μόνο οι συντηρητικές δυνάμεις (όπως η βαρύτητα). Αυτό σημαίνει ότι το άθροισμα της δυνητικής ενέργειας (PE) και της κινητικής ενέργειας (KE) είναι σταθερό.
Πώς ισχύει:
1. Πιθανή ενέργεια κατά την απελευθέρωση: Όταν ένα αντικείμενο απελευθερώνεται από ένα υψηλότερο σημείο στο κεκλιμένο επίπεδο, έχει περισσότερη πιθανή ενέργεια (λόγω του ύψους του).
2. Μετατροπή σε κινητική ενέργεια: Καθώς το αντικείμενο ολισθαίνει κάτω από την κλίση, αυτή η πιθανή ενέργεια μετατρέπεται σε κινητική ενέργεια (ενέργεια κίνησης). Η μετατροπή είναι ανεξάρτητη από το σημείο απελευθέρωσης. Το αντικείμενο θα έχει την ίδια ποσότητα κινητικής ενέργειας στο ίδιο ύψος, ανεξάρτητα από το πού απελευθερώθηκε.
3. Αρχική ταχύτητα: Η αρχική ταχύτητα καθορίζεται από την κινητική ενέργεια που αποκτάται, η οποία με τη σειρά του καθορίζεται από την πιθανή ενέργεια που χάθηκε.
Παράδειγμα:
Φανταστείτε δύο αντικείμενα που απελευθερώνονται από διαφορετικά σημεία σε κλίση, το ένα υψηλότερο από το άλλο.
* Το αντικείμενο που απελευθερώνεται από το υψηλότερο σημείο θα έχει υψηλότερη αρχική δυναμική ενέργεια.
* Και τα δύο αντικείμενα θα επιταχύνουν την κλίση λόγω βαρύτητας.
* Θα φτάσουν στην ίδια τελική ταχύτητα στο κάτω μέρος της κλίσης (όπου έχουν μηδενική δυναμική ενέργεια), παρόλο που οι αρχικές ταχύτητες τους ήταν διαφορετικές.
Σημαντική σημείωση: Αυτό ισχύει μόνο για την αρχική οριζόντια ταχύτητα . Η αρχική κατακόρυφη ταχύτητα θα είναι μηδέν στο σημείο απελευθέρωσης και στη συνέχεια θα καθοριστεί από τη γωνία της κλίσης.
Συνοπτικά: Η αρχική ταχύτητα ενός αντικειμένου που απελευθερώνεται από ένα κεκλιμένο επίπεδο καθορίζεται από το ύψος του σημείου απελευθέρωσης και τη γωνία της κλίσης. Το σημείο απελευθέρωσης στην κλίση δεν επηρεάζει άμεσα την αρχική ταχύτητα.
