Arbejde og energi

Inden vognen rammer, har den en vis kinetisk energi, som kan beregnes efter en kendt formel ud fra vognens masse og dens hastighed.

Når bufferen er trykket maskmalt i bund (15cm) står vognen stille, d.v.s. dens kinetiske energi er der ikke mere.

Nu er det jo et princip, at energi ikke bare forsvinder - den er blevet oplagret i den spændte buffer-fjeder.

Problemet i de videre udregninger, at vi ikke bare kan sige, at energien er "kraft gange vej", fordi kraften fra en fjeder ændrer sig. I det øjeblik du kun akkurat rører bufferen yder den ingen modstand - når den er trykket 15 cm ind må den formodes at yde ret stor modstand.

Energien opsamlet i en sammentrykket fjeder findes ved at integrere kraften m.h.t. vejen. (Læg mærke til at dette svarer til at tage grænseværdi af at sammensumme en masse små sammentrykningsdistancer ganget med deres tilhørende kraft - for sammentrykningsdistancerne gående mod 0). Hvis fjederkonstanten hedder k og sammentrykningen er s = 15cm, så er energien

E = Int(k*x)dx fra x=0 til x=s

Dette bestemte integral kan du udregne - heri indgår kun k og s; s kender du til 15 cm og du ved fra den kintiske energi hvor meget det hele skal blive, så det giver en ligning, der skal løses med k som ubekendt.