Потенциальная энергия, кинетическая энергия и закон сохранения механической энергии

bystudin | 2 октября, 2021 | Физика

На максимальной высоте снаряда его механическая энергия равна его потенциальной энергии только потому, что механическая энергия объекта является суммой потенциальной и кинетической энергии объекта, а кинетическая энергия на максимальной высоте равна нулю, поэтому механическая энергия на максимальной высоте равна только потенциальной энергии .

Закон сохранения энергии состояний , что энергия не создается и не уничтожается, но она переходит из одной формы в другую, когда вы тянете простой маятник от своего положения покоя в более высокое положение, а затем оставить его, маятник движется по обе стороны вокруг его исходного положения.

Скорость колеблющегося маятника уменьшается по мере того, как он уходит из своего положения покоя. Скорость максимальна, когда он выходит из положения покоя во время своего движения. Вытягивание маятника в более высокое положение означает, что есть выполненная работа, которая сохраняется в маятнике. в виде потенциальной энергии .

Когда маятник проходит свое положение покоя, его скорость максимальна, поэтому кинетическая энергия максимальна, потенциальная энергия минимальна, механическая энергия = потенциальная энергия + кинетическая энергия.

Когда маятник достигает максимальной высоты, его скорость равна нулю, поэтому кинетическая энергия равна нулю, потенциальная энергия является максимальной, механическая энергия = потенциальная энергия , маятник продолжает двигаться вправо и влево вокруг своего положения покоя, сохраняя постоянное значение механической энергии. из-за обмена между потенциальной и кинетической энергиями как механическая энергия = PE + KE

Когда вы подносите два одинаковых маятника, затем тянете один из них и оставляете его. Когда движущийся маятник ударяет по неподвижному маятнику, остальные движутся, а движущийся останавливается. Во время столкновения потенциальная и кинетическая энергии обмениваются между собой. два маятника, каждый из которых сохраняет постоянную величину механической энергии .

Каждое движущееся тело сохраняет свою механическую энергию постоянной (которая чередуется между потенциальной энергией и кинетической энергией ), где увеличение потенциальной энергии означает уменьшение кинетической энергии и наоборот (где сопротивление воздуха незначительно).

Движение детских качелей похоже на движение маятника, потому что в обоих из них потенциальная энергия и кинетическая энергия постоянно меняются местами, и сумма таких энергий ( механическая энергия ) в любой момент постоянна.

Хотя уменьшение значения потенциальной энергии объекта во время его падения, его механическая энергия остается постоянной, поскольку уменьшение потенциальной энергии объекта во время падения равно увеличению его кинетической энергии .

Значение кинетической энергии объекта не может быть больше, чем его механическая энергия, потому что механическая энергия объекта является суммой потенциальной и кинетической энергии объекта.

Движущийся объект сохраняет свою механическую энергию во время движения постоянной, поскольку механическая энергия представляет собой сумму потенциальной и кинетической энергии объекта, а уменьшение кинетической энергии движущегося объекта равно увеличению его потенциальной энергии, и наоборот.

В простом маятнике кинетическая энергия вибрирующего тела максимальна, когда оно проходит свое положение покоя во время своего движения, потому что в этом положении скорость маятника максимальна и KE = ½ × Масса × (Скорость) ².

Когда маятник достигает максимальной высоты, кинетическая энергия равна нулю, потому что на максимальной высоте скорость маятника равна нулю, а кинетическая энергия = ½ × масса × (скорость) ².

Когда маятник достигает максимальной высоты, потенциальная энергия равна механической энергии, потому что в точке максимума кинетическая энергия равна нулю.