Uczeń, jak każdy człowiek, chce umieć coś zrobić samodzielnie Spisy zadań Rozwiązane zadania z fizyki szkolnej - gimnazjum i szkoły ponadgimnazjalne (licea i technika) 237. Zasada zachowania energii mechanicznej

Model punktu materialnego zastosujemy do analizy ruchu wahadła czyli ruchu punktu po ustalonym torze.

Zasada zachowania energii mechanicznej - ruch ciała w polu grawitacyjnym.

Zasada zachowania energii może być wykorzystywana, gdy możemy założyć brak oporów ruchu, czyli wtedy, gdy nie nie trzeba zużywać energii na podtrzymywanie ruchu.

W samochodzie silnik pracuje także przy jednostajnej jeździe - przeciwdziała siłom oporu ruchu.

Przykład rozwiązanego zadania z dynamiki

Jaką szybkość należy nadać kulce wiszącej na nitce o długości l, aby nitka odchyliła się od początkowego położenia o ustalony kąt?

Wykorzystamy zasadę zachowania energii mechanicznej.

Oznacza to, że zakładamy brak sił oporu i tarcia czyli brak strat energii.

Założymy ponadto, że nitka jest sztywna i nie ma masy a kulka ma bardzo małe rozmiary - prawie punktowe.

Zjawisko zachodzi w jednorodnym polu grawitacyjnym - stały jest kierunek, wartość i zwrot przyspieszenia ziemskiego.

Z zasady zachowania energii mechanicznej

W chwili początkowej

Energia kinetyczna jest maksymalna, a potencjalna jest równa zero.

W chwili największego wychylenia

Energia potencjalna jest maksymalna, energia jest równa zero

Energia mechaniczna jest zachowana

Można więc zapisać równość i napisać wyrażenie na prędkość początkową kulki

Wysokość na jaką wzniosła się kulka

Obliczymy z warunku na maksymalny kąt wychylenia

Końcowe wyrażenie na prędkość początkową kulki

237.9-2010.11.27