top of page

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.​

bottom of page