Uczeń, jak każdy człowiek, chce umieć coś zrobić samodzielnie Spisy zadań Rozwiązane zadania z fizyki szkolnej - gimnazjum i szkoły ponadgimnazjalne (licea i technika) 246. Energia w ruchu zmiennym

Model punktu materialnego zastosujemy do ruchu wózka po równi pod wpływem jednorodnego pola grawitacyjnego i siły tarcia.

Ruch opóźniony i przyspieszony

Energia w ruchu ze zmienną prędkością.

Przemiany energii w ruchu ze zmienną prędkością.

Zasada zachowania energii.

Zasada zachowania energii mechanicznej.

Przemiany energii.

Zadanie

Wózek popchnięty został pod górkę z prędkością 10m/s. Wjechał na wysokość 4,5m.

Jaka była prędkość wózka gdy stoczył się powrotem do podnóża góry?

Pomijamy opory powietrza.

Gdyby nie było żadnych oddziaływań powodujących rozpraszanie energii, to odpowiedź byłaby natychmiastowa - z taką samą prędkością wózek zjechał do podnóża góry jak zaczął wjeżdżanie.

Musimy więc sprawdzić czy została zachowana energia mechaniczna w trakcie wjeżdżania wózka na górę.

Porównanie energii u podnóża góry i na wierzchołku.

Okazuje się, że musimy uwzględnić tarcie. Wózek dotarł na wysokość 4,5 m i stoczył się - nie przejechał wierzchołka.

Wydajność procesu energetycznego wyniosła więc około 88 % przy jeździe pod górę.

Jazda w dół odbywa się po takiej samej powierzchni, pod wpływem siły grawitacji - takiej samej.

Możemy więc założyć, że siły tarcia będą takie same i ciało wykona taką samą pracę.

W efekcie straci tyle samo energii. Końcowym wynikiem będzie mniejsza prędkość (szybkość) wózka u podnóża góry, gdy będzie się staczał.

Prędkość wózka u podnóża góry po stoczeniu się

W rozwiązaniu zadania nie można zastosować zasady zachowania energii mechanicznej.

Zasada zachowania energii całkowitej (razem z energią wewnętrzną) obowiązuje i z tego prawa korzystaliśmy.



246.8-2010.11.28