Fizyka w Wicku
licznik odwiedzin:
5. Zasada zachowania energii
Sumę energii kinetycznej i potencjalnej ciała nazywamy energią mechaniczną ciała.
Układ odosobniony - to układ ciał, który nie wymienia energii z układami na zewnątrz.
zasada zachowania energii
W układzie odosobnionym energia układu ciał nie zmienia się.
Przykład: Jeżeli przyjmiemy, że w pudełku jest 20 różnych kuleczek. Niektóre z nich niech poruszają się. Jeżeli pudełko jest układem odosobnionym (nie przekazuje energii na zewnątrz pudełka oraz nie dostaje energii z zewnątrz), to suma energii tych kuleczek będzie stała i nie zmienia. się.
PRZYKŁAD 1. Ciało spada swobodnie z wysokości 10m. Jaką energię kinetyczną i potencjalną ma w połowie wysokości? Z jaką prędkością uderzy w ziemię? Masa ciała 2kg.
Dane: Rozwiązanie:
Ciało na wysokości h posiada energię kinetyczną równą 0J. Zmiana energii potencjalnej na
wysokości h (przyjmując, że energia potencjalna na powierzchni ziemi) wynosi:
Ciało na wysokości h ma więc energię (suma energii kinetycznej i potencjalnej):
Jeżeli potraktujemy układ jako odosobniony (nie ma oporów powietrza i innych czynników), to energia ta nie może ulec zmianie w czasie spadku ciała. W połowie wysokości ciało zmniejszyło energię potencjalną:
Całkowita energia ciała nie uległa zmianie (część energii potencjalnej zamieniła się w kinetyczną):
Policzymy prędkość uderzenia z ziemią. Energia potencjalna na dole jest równa 0 (założyliśmy na początku, że tak jest). Ciało na dole ma więc tylko energię kinetyczną. Energia ciała na dole musi być taka sama jak na górze. (energia potencjalna ciała na wysokości h zamienia się na energię kinetyczną ciała na powierzchni)
Odpowiedź: W połowie wysokości ciało posiada energię potencjalną 100J oraz energię kinetyczną 100J. Prędkość uderzenia ciała w ziemie wynosi 14,14 m/s.
