Αρχή Διατήρησης της Μηχανικής Ενέργειας
Ξεκινάμε με τον ορισμό της Κινητικής Ενέργειας και της Βαρυτικής Δυναμικής Ενέργειας.
Ξεκινάμε με τον ορισμό της Κινητικής Ενέργειας και της Βαρυτικής Δυναμικής Ενέργειας.
Την Κινητική μπορούμε να τη συμβολίσουμε και με το γράμμα Κ.
Την Κινητική μπορούμε να τη συμβολίσουμε και με το γράμμα Κ.
Έχω μπροστά μου ένα τραπέζι ύψους 0,8m και ανυψώνω ένα βιβλίο μάζας 1kg σε ύψος 0,7m από το τραπέζι. Αν δίνεται ότι g=10m/s2 , τότε:
Αν θεωρήσω ως ύψος αναφοράς το δάπεδο, η βαρυτική δυναμική ενέργεια του βιβλίου ισούται με U1=1kg * 10m/s2 *1,5m=15 J
Αν θεωρήσω ως ύψος αναφοράς το τραπέζι, η βαρυτική δυναμική ενέργεια του βιβλίου ισούται με U2=1kg * 10m/s2 *0,7m=7 J
Δε μας προβληματίζει η διαφορά αυτή γιατί η ποσότητα που έχει αξία είναι η μεταβολή της δυναμικής ενέργειας σε μια κίνηση.
Για παράδειγμα, το σήκωμα ενός βιβλίου από το τραπέζι σε ένα ράφι έχει την ίδια μεταβολή βαρυτικής ενέργειας (Uτελ-Uαρχ) είτε με το ένα είτε με το άλλο ύψος αναφοράς. Δοκιμάστε το.
Αν θεωρήσω ως ύψος αναφοράς το δάπεδο, η βαρυτική δυναμική ενέργεια του βιβλίου ισούται με U1=1kg * 10m/s2 *1,5m=15 J
Αν θεωρήσω ως ύψος αναφοράς το τραπέζι, η βαρυτική δυναμική ενέργεια του βιβλίου ισούται με U2=1kg * 10m/s2 *0,7m=7 J
Δε μας προβληματίζει η διαφορά αυτή γιατί η ποσότητα που έχει αξία είναι η μεταβολή της δυναμικής ενέργειας σε μια κίνηση.
Για παράδειγμα, το σήκωμα ενός βιβλίου από το τραπέζι σε ένα ράφι έχει την ίδια μεταβολή βαρυτικής ενέργειας (Uτελ-Uαρχ) είτε με το ένα είτε με το άλλο ύψος αναφοράς. Δοκιμάστε το.
Συνεχίζουμε με τον ορισμό της Μηχανικής Ενέργειας
Συνεχίζουμε με τον ορισμό της Μηχανικής Ενέργειας
Ο ορισμός ορθά αναφέρεται στο σύστημα σώμα-Γη, αλλά συνήθως απλουστεύουμε τη μελέτη των φαινομένων αναφερόμενοι στη Μηχανική Ενέργεια του σώματος ως άθροισμα της κινητικής και της βαρυτικής του ενέργειας, παραλείποντας να αναφερθούμε στο σύστημα σώμα-Γη.
ΑΡΧΗ ΔΙΑΤΗΡΗΣΗΣ της ΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ:
ΑΡΧΗ ΔΙΑΤΗΡΗΣΗΣ της ΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ:
Αν σε ένα σώμα ασκείται ως δύναμη μόνο το βάρος του, τότε η μηχανική του ενέργεια διατηρείται σταθερή. Παρομοίως, διατηρείται σταθερή όταν ασκείται στο σώμα δύναμη ελαστικής παραμόρφωσης.
Αν σε ένα σώμα ασκείται ως δύναμη μόνο το βάρος του, τότε η μηχανική του ενέργεια διατηρείται σταθερή. Παρομοίως, διατηρείται σταθερή όταν ασκείται στο σώμα δύναμη ελαστικής παραμόρφωσης.
Για παράδειγμα, ένα σώμα που αφήνεται να πέσει ελεύθερα υπό την επίδραση του Βάρους του (χωρίς αντίσταση από τον αέρα, χωρίς άνεμο κλπ) τότε καθώς αυτό κατέρχεται και η βαρυτική δυναμική του ενέργεια μειώνεται, αυξάνεται κατά την ίδια ποσότητα η κινητική του ενέργεια (επιταχύνεται) με τέτοιο τρόπο ώστε η συνολική του μηχανική ενέργεια να παραμείνει σταθερή σε όλη τη διάρκεια του φαινομένου.
Η μηχανική ενέργεια δεν διατηρείται όταν επιδρούν στο σώμα αντιστάσεις και τριβές
Ακολουθεί μια απεικόνιση του παραδείγματος:
free fall energy picture.pdf