Förstå koncepten
* Potentiell energi: När pendeln hålls horisontellt är all sin energi i form av potentiell energi (på grund av dess höjd).
* Conservation of Energy: När pendeln svänger omvandlas potentiella energin till kinetisk energi (rörelseenergi). Den totala mekaniska energin (potential + kinetisk) förblir konstant.
* vinkel och potentiell energi: Den potentiella energin i pendeln beror på dess höjd över dess lägsta punkt. Denna höjd förändras när vinkeln med de vertikala förändringarna.
Beräkningar
1. Initial potentiell energi (horisontell position):
* Höjd (h) =pendelens längd (l) =1 m
* Potentiell energi (PE) =mgh =(0,1 kg) * (9,8 m/s²) * (1 m) =0,98 joules
2. Potentiell energi vid 0 °:
* Höjd (h) =0 (pendel vid sin lägsta punkt)
* Potentiell energi (PE) =0
3. Potentiell energi vid 30 °:
* Höjd (h) =l - l * cos (30 °) =1 m - 1 m * cos (30 °) ≈ 0,134 m
* Potentiell energi (PE) =MGH =(0,1 kg) * (9,8 m/s²) * (0,134 m) ≈ 0,131 Joules
4. kinetisk energi vid 0 °:
* Eftersom alla potentiella energikonverterar till kinetisk energi vid den lägsta punkten, kinetisk energi (KE) =0,98 joules
5. kinetisk energi vid 30 °:
* Använda bevarande av energi:
* KE vid 30 ° =initial PE - PE vid 30 °
* KE vid 30 ° ≈ 0,98 Joules - 0,131 Joules ≈ 0,849 Joules
Sammanfattning
* kinetisk energi vid 0 °: 0,98 Joules
* kinetisk energi vid 30 °: ≈ 0,849 joules
Viktiga anteckningar:
* Vi antar ingen energiförlust på grund av friktion eller luftmotstånd.
* Vinkeln mäts från den vertikala.
* Denna beräkning använder de grundläggande principerna för bevarande av energi och potentiella/kinetiska energiförhållanden.
