Γιατί η βαρυτική δυναμική ενέργεια είναι ίση με την Kinetic Ebergy;
* Ενεργειακή ενέργεια βαρύτητας (GPE): Αυτή είναι η ενέργεια που έχει ένα αντικείμενο λόγω της θέσης του σε ένα βαρυτικό πεδίο. Όσο υψηλότερο είναι το αντικείμενο, τόσο περισσότερο έχει το GPE.
* Κινητική ενέργεια (KE): Αυτή είναι η ενέργεια που έχει ένα αντικείμενο λόγω της κίνησης του. Όσο πιο γρήγορα κινείται το αντικείμενο, τόσο περισσότερο έχει το KE.
Διατήρηση της ενέργειας: Η συνολική μηχανική ενέργεια ενός συστήματος (δυνητική ενέργεια + κινητική ενέργεια) παραμένει σταθερή εάν δεν ενεργούν οι εξωτερικές δυνάμεις στο σύστημα.
Πώς σχετίζονται:
Όταν ένα αντικείμενο πέφτει από ύψος, το GPE του μετατρέπεται σε ΚΕ. Αυτό συμβαίνει επειδή:
1. Καθώς πέφτει το αντικείμενο, Το ύψος του μειώνεται, με αποτέλεσμα την απώλεια GPE.
2. Την ίδια στιγμή, Το αντικείμενο επιταχύνεται λόγω της βαρύτητας, κερδίζοντας ταχύτητα και επομένως αυξάνοντας το KE του.
Η συνολική ενέργεια παραμένει σταθερή: Η μείωση του GPE είναι ακριβώς ίση με την αύξηση του ΚΕ, εξασφαλίζοντας ότι η συνολική μηχανική ενέργεια του αντικειμένου παραμένει η ίδια.
Σημαντικά σημεία που πρέπει να θυμάστε:
* GPE και KE δεν είναι ίσα σε οποιαδήποτε στιγμή. Αλλάζουν καθώς κινείται το αντικείμενο.
* Η μετατροπή του GPE σε KE συμβαίνει σταδιακά, όχι στιγμιαία.
* Εξωτερικές δυνάμεις, όπως αντίσταση αέρα, μπορεί να διαλύσει την ενέργεια από το σύστημα, προκαλώντας μείωση της συνολικής μηχανικής ενέργειας.
Παράδειγμα:
Φανταστείτε ότι μια μπάλα έπεσε από ένα συγκεκριμένο ύψος.
* στην κορυφή: Η μπάλα έχει μέγιστο GPE και μηδέν KE.
* κατά τη διάρκεια της πτώσης: Το GPE μειώνεται καθώς αυξάνεται το ΚΕ.
* λίγο πριν χτυπήσετε το έδαφος: Το GPE είναι σχεδόν μηδενικό και το KE είναι μέγιστο.
Επομένως, οι GPE και KE δεν είναι ίσοι, αλλά είναι εναλλάξιμα μέσω της αρχής της διατήρησης της ενέργειας.
