1. Potentiell energi:
* När ett objekt höjs till en viss höjd får den potentiell energi (PE) på grund av dess position i jordens gravitationsfält. Denna potentiella energi lagras och kan uttryckas som: pe =mgh , var:
* m är objektets massa
* g är accelerationen på grund av allvar
* h är höjden över referenspunkten (vanligtvis marknivå)
2. Omvandling av potentiell energi:
* När objektet faller omvandlas dess potentiella energi till kinetisk energi (KE) på grund av dess rörelse. ke =1/2 mv² , där v är objektets hastighet.
3. Energiöverföring:
* När det fallande föremålet påverkar cylindern överförs den kinetiska energin till cylindern. Denna energiöverföring är dock inte helt effektiv. En del av energin går förlorad på grund av:
* deformation av cylindern: Cylindern kan deformera på påverkan och absorbera viss energi när den förändrar formen.
* ljud: Påverkan kan generera ljud, som bär bort lite energi.
* värme: Påverkan kommer att göra att cylinderns inre temperatur ökar på grund av friktion mellan dess molekyler.
4. Termisk energi:
* Värmen som genereras under påverkan ökar cylinderns termiska energi. Detta är ett direkt resultat av den potentiella energin som förloras av det fallande objektet.
Förhållandesöversikt:
Ökningen i cylinderns termiska energi är direkt proportionell mot den potentiella energin som förloras av det fallande föremålet, minus den energi som förloras mot andra former som deformation, ljud, etc. I ett idealiskt scenario utan energiförlust skulle förändringen i cylinderns termiska energi vara lika med den potentiella energin som förloras av det fallande objektet.
Exempel:
Föreställ dig en massa på 1 kg från en höjd av 10 meter på en cylinder. Massans initiala energi är:
* PE =(1 kg) * (9,8 m/s²) * (10 m) =98 joules
Om all energi omvandlas till termisk energi i cylindern, skulle cylinderns termiska energi öka med 98 joules. Men i verkligheten skulle viss energi gå förlorad till andra former, vilket resulterar i en något lägre ökning av termisk energi.
