1. Bevarande av mekanisk energi:
* Denna princip säger att i frånvaro av icke-konservativa krafter (som friktion eller luftmotstånd) förblir den totala mekaniska energin i ett system konstant.
* Med andra ord kan energi omvandlas mellan kinetiska och potentiella energiformer, men den totala mängden förblir densamma.
2. Hur det fungerar:
* kinetic energi (KE) är rörelsens energi, beräknad som 1/2 * massa * hastighet^2.
* Gravitational Potential Energy (GPE) är energin lagrad på grund av ett objekts position i ett gravitationsfält, beräknat som mass * tyngdkraft * höjd.
3. Exempel:
* En boll som faller: När bollen faller minskar dess GPE (höjden minskar), men dess KE ökar (hastigheten ökar). Den totala mekaniska energin förblir konstant.
* en pendel: När pendeln svänger utbyter den energi mellan KE och GPE. Vid den högsta punkten är GPE maximalt och KE är minimum. Vid den lägsta punkten är KE maximal och GPE är minimum. Den totala mekaniska energin förblir konstant under gungan.
4. Icke-konservativa krafter:
* När icke-konservativa krafter är närvarande bevaras inte mekanisk energi. Dessa krafter sprider energi som värme, ljud eller andra former.
* Exempel: En boll som studsar på marken förlorar en del av sin mekaniska energi på grund av friktion och luftmotstånd. Denna förlorade energi omvandlas till värme och ljud.
5. Viktiga punkter:
* Stängt system: Principen för bevarande av mekanisk energi gäller endast för stängda system, där inga yttre krafter agerar.
* Potentiell energi kan vara olika former: Förutom gravitationspotentialenergi finns det andra former som elastisk potentiell energi (lagrad i en sträckt fjäder).
* Total energi bevaras: Även om mekanisk energi kanske inte bevaras, bevaras alltid den totala energin, inklusive alla former av energi, enligt lagen om bevarande av energi.
Sammanfattningsvis:
Summan av kinetisk och gravitationspotential energi i ett stängt system förblir konstant i frånvaro av icke-konservativa krafter. Energin överförs helt enkelt mellan dessa två former, vilket säkerställer att den totala mekaniska energin förblir oförändrad.
