Problém s energiou kyvadla - fórum Softpedia
Mám kyvadlo zdvihnuté do výšky X a stôl G. Potenciálna energia je teda mgh. Jednoduché ako ahoj.
Problém je však komplikovaný:
Kyvadlové lanko nie je napnuté. Takže keď sa kyvadlo uvoľní, padá vertikálne do výšky Y, kým sa drôt nenapne, po ktorom sa začne pohyb kyvadla (z výšky X-Y).
Zaujíma ma, či sa kinetická energia kyvadla v nulovom bode (vertikálna poloha) znížila v dôsledku dopadu napätia drôtu a o koľko. Ako vypočítať tento scenár?
Upravil abac, 26. februára 2020 - 09:07.
Ako sa bude kinetická energia zvyšovať v systéme, v ktorom je mechanická energia súčtom potenciálnej a kinetickej energie?
Aby sa zvýšila kinetická energia kyvadla, musí sa energia privádzať zvonku systému.
Hovorím, že keď dosiahne výšku, v ktorej je drôt napnutý, časť kinetickej energie padajúceho kyvadla sa trigonometricky rozloží a rozdelí sa na podporu kyvadla. Ďalšia tangenciálna zložka potenciálnej energie pokračuje v pohybe kyvadla z novej výšky.
Upravil abac, 26. februára 2020 - 09:51.
Závisí to aj od uhla, pod ktorým sa natiahnutie šnúrky javí, moment sa rozkladá v 2 smeroch, jednom bočnom a druhom zvislom.
LE, ak drôt padá vertikálne, nič sa nemení, ak je drôt tuhý.
Upravené mihaicozacom, 26. februára 2020 - 09:50.
počítadlo, preformulujte prosím presne. Čo znamená „nulový bod (vertikálna poloha)“?.
Ak považujeme deformovateľnú niť za dokonale elastickú a so zanedbateľnou hmotnosťou a zanedbaním trenia, jediné sily pôsobiace na guľku sú: hmotnosť mg a elastická sila vlákna kx, kde m je hmotnosť guľôčky, k je elastická konštanta vlákna a x je predĺženie vlákna v danom okamihu daný.
Ide o sily konzervatívne, to znamená, že nezmení celkovú energiu fyzikálnej sústavy: gravitačná potenciálna energia (mgh) + elastická potenciálna energia (kx ^ 2/2) + kinetická energia (mv ^ 2/2) zostáva konštantná v ktorejkoľvek polohe gule. Počas oscilácií teda loptička mäkkým drôtom stúpa vždy do rovnakej výšky, z ktorej bola uvoľnená.
Straty energie by boli dané nekonzervatívnymi silami: trením so vzduchom a vnútorným trením v drôte, ktoré by nespĺňali podmienku dokonale elastickej.
Musíte vytvoriť výkres, v ktorom zvýraznite dve dôležité polohy a vyberte referenčnú úroveň pre výšky: najnižšiu, ako ďaleko lopta klesá počas oscilácií. Výška lopty je vyjadrená od tejto referenčnej úrovne po vyššie, kde sa lopta v danom okamihu nachádza.
1) východisková poloha, keď je drôt mäkký (nulová elastická energia) a lopta je držaná a uvoľnená v pokoji, bez stlačenia (nulová kinetická energia), vo výške h (maximálna energia gravitačného potenciálu mgh).
2) najnižšia poloha, keď je drôt natiahnutý na maximum (maximálna elastická energia kx ^ 2/2), výška je nula (nulová gravitačná potenciálna energia), rýchlosť je nulová (nulová kinetická energia).
K vašej rečníckej otázke „Ako sa zvýši kinetická energia v systéme, v ktorom je mechanická energia súčtom potenciálu a kinetickej energie?
Vyrovnaním celkových energií v určených polohách získate vzťah:
z ktorého zistíte maximálne predĺženie elastického vlákna.
Pri analýze ďalších polôh lopty získate ďalšie vzťahy, z ktorých môžete zistiť rýchlosť atď.
Počas pohybu zostáva súčet troch členov (energií) konštantný, niektoré termíny sa znižujú, iné sa toľko zväčšujú a celková hodnota sa zachováva. Celkovú mechanickú energiu by zmenilo iba vnútorné a vonkajšie trenie alebo vonkajšia ťažná sila.
Upravené Anca12, 26. februára 2020 - 10:57.