246. Energia w ruchu zmiennym
Ruch opóźniony i przyspieszony
Energia w ruchu ze zmienną prędkością.
Przemiany energii w ruchu ze zmienną prędkością.
Zasada zachowania energii.
Zasada zachowania energii mechanicznej.
Przemiany energii.
Zadanie
Wózek popchnięty został pod górkę z prędkością 10m/s. Wjechał na wysokość 4,5m.
Jaka była prędkość wózka gdy stoczył się powrotem do podnóża góry?
Pomijamy opory powietrza.
Gdyby nie było żadnych oddziaływań powodujących rozpraszanie energii, to odpowiedź byłaby natychmiastowa - z taką samą prędkością wózek zjechał do podnóża góry jak zaczął wjeżdżanie.
Musimy więc sprawdzić czy została zachowana energia mechaniczna w trakcie wjeżdżania wózka na górę.
Porównanie energii u podnóża góry i na wierzchołku.
Okazuje się, że musimy uwzględnić tarcie. Wózek dotarł na wysokość 4,5 m i stoczył się - nie przejechał wierzchołka.
Wydajność procesu energetycznego wyniosła więc około 88 % przy jeździe pod górę.
Jazda w dół odbywa się po takiej samej powierzchni, pod wpływem siły grawitacji - takiej samej.
Możemy więc założyć, że siły tarcia będą takie same i ciało wykona taką samą pracę.
W efekcie straci tyle samo energii. Końcowym wynikiem będzie mniejsza prędkość (szybkość) wózka u podnóża góry, gdy będzie się staczał.
Prędkość wózka u podnóża góry po stoczeniu się
W rozwiązaniu zadania nie można zastosować zasady zachowania energii mechanicznej.
Zasada zachowania energii całkowitej (razem z energią wewnętrzną) obowiązuje i z tego prawa korzystaliśmy.
246.4-2008.03.28
kontakt