Ποια είναι η τελική ταχύτητα ενός αντικειμένου που μειώνεται στην κινητική ενέργεια και αυξάνει την πιθανή ενέργεια;

Δείτε πώς μπορείτε να κατανοήσετε τη σχέση μεταξύ κινητικής ενέργειας, δυνητικής ενέργειας και τελικής ταχύτητας:

Κατανόηση των εννοιών

* Κινητική ενέργεια (KE): Η ενέργεια έχει ένα αντικείμενο που έχει λόγω της κίνησης του. Υπολογίζεται ως Ke =1/2 * mv^2, όπου m είναι μάζα και V είναι ταχύτητα.

* Πιθανή ενέργεια (PE): Η ενέργεια διαθέτει ένα αντικείμενο λόγω της θέσης ή της διαμόρφωσής του. Παραδείγματα περιλαμβάνουν ενέργεια βαρύτητας (με βάση το ύψος) και την ελαστική δυναμική ενέργεια (με βάση το τέντωμα ή τη συμπίεση ενός ελατηρίου).

* Διατήρηση ενέργειας: Σε ένα κλειστό σύστημα, η συνολική ενέργεια (KE + PE) παραμένει σταθερή. Αυτό σημαίνει ότι εάν μειωθεί ένας τύπος ενέργειας, ο άλλος πρέπει να αυξηθεί κατά ίσο ποσό.

το σενάριο

Εάν ένα αντικείμενο μειώνει την κινητική του ενέργεια και αυξάνει την πιθανή ενέργεια του, αυτό σημαίνει ότι επιβραδύνεται και μετακινείται σε μια θέση όπου έχει περισσότερη αποθηκευμένη ενέργεια.

Τελική ταχύτητα

Για να προσδιορίσουμε την τελική ταχύτητα, πρέπει να εξετάσουμε:

* Η αρχική κινητική ενέργεια (KEI): Αυτή είναι η ενέργεια με το οποίο ξεκινά το αντικείμενο.

* Η αλλαγή της πιθανής ενέργειας (ΔPE): Αυτή είναι η ποσότητα δυνητικής ενέργειας που κερδίζει το αντικείμενο.

* Η μάζα του αντικειμένου (m): Αυτό παραμένει σταθερό.

Υπολογισμοί

1. Διατήρηση ενέργειας: Η αρχική κινητική ενέργεια (Kei) μείον η αλλαγή της δυνητικής ενέργειας (ΔPE) ισούται με την τελική κινητική ενέργεια (KEF):Kei - ΔPE =KEF

2. Τελική κινητική ενέργεια: Kef =1/2 * mvf^2, όπου VF είναι η τελική ταχύτητα.

3. Επίλυση για τελική ταχύτητα: Αντικαταστήστε τις τιμές από τα βήματα 1 και 2 στην εξίσωση:

Kei - δpe =1/2 * mvf^2

Αναδιατάξτε την επίλυση για VF:

vf =√ (2 * (kei - δpe) / m)

Παράδειγμα

Ας πούμε ότι μια μπάλα ρίχνεται ευθεία:

* Αρχική ke: Η μπάλα ξεκινά με κάποια κινητική ενέργεια επειδή κινείται προς τα πάνω.

* Πιθανή ενέργεια: Καθώς η μπάλα αυξάνεται, κερδίζει πιθανή ενέργεια επειδή αυξάνεται στο πεδίο βαρύτητας της Γης.

* Τελική ταχύτητα: Η μπάλα τελικά θα σταματήσει στιγμιαία στο υψηλότερο σημείο της και η τελική ταχύτητά της σε αυτό το σημείο είναι 0.

Βασικά σημεία

* Η τελική ταχύτητα θα είναι μικρότερη από την αρχική ταχύτητα, επειδή η κινητική ενέργεια μειώνεται.

* Η τελική ταχύτητα θα εξαρτηθεί από τη συγκεκριμένη μεταβολή της πιθανής ενέργειας και της μάζας του αντικειμένου.

* Σε περιπτώσεις όπου η πιθανή ενέργεια αυξάνεται, η τελική ταχύτητα θα είναι μικρότερη από την αρχική ταχύτητα.