Fysik

E_kin ved E_pot

05. maj 2007 af Marie+Louise (Slettet)

Et legeme er i frit fald. E_pot = 0 sætter jeg ved startpositionen s_0 = 0. Derudover gælder, at E_kin = 0 ved s_0. Når legemet rammer jorden, vil E_pot = 0 (har jeg sat den til), og da E_mek = konstant, så må E_kin = E_mek. Men ved jordoverfladen ligger legemet helt stille, så E_kin nå være 0. Hvad sker der med energi, og strider det ikke mod E_mek = konstant?

Svar #1
05. maj 2007 af Marie+Louise (Slettet)

Overskriften er egentlig "E_kin ved E_pot = 0".

Svar #2
05. maj 2007 af Marie+Louise (Slettet)

Og E_pot er selvfølgelig ved jordoverfladen!! Ved s_0 er E_pot = E_mek, da legemet ikke er i bevægelse.

Brugbart svar (0)

Svar #3
05. maj 2007 af Bruger slettet (Slettet)

Du skal bruge at summen af den kinetiske energi og den potentielle energi er konstant. Det er en af de meget vigtige bevarelsessætninger, altså:

E(pot)+E(kin) er konstant.

Svar #4
05. maj 2007 af Marie+Louise (Slettet)

#3 Jeps, det har jeg også gjort.
Ved startpositionen er E_pot = E_mek, da v_0 = 0.
Ved slutpositionen er E_pot. Men da E_mek = konstant, så må E_mek = E_kin, hvilket den ikke er, da legemet ligger helt stille...

Brugbart svar (0)

Svar #5
05. maj 2007 af Bruger slettet (Slettet)

Den mekaniske energi er defineret ved summen af den potentielle energi(beliggenhedsenergien) og den kinetiske energi:

E(mek)= E(pot) + E(kin).

Når genstanden rammer jorden omsættes den kinetiske energi til varme.

V.h.
Erik Morsing

Svar #6
05. maj 2007 af Marie+Louise (Slettet)

Men så gælder der jo ikke, at E_mek = E_pot + E_kin = konstant (hvilket jeg skal eftervise i et forsøg) ?

Brugbart svar (0)

Svar #7
05. maj 2007 af holretz (Slettet)

Når man siger at summen af den potentielle og kinetiske energi er bevaret, så tænker man på en situation, hvor der kun virker det man kalder konservative kræfter. Konservative kræfter er defineret som kræfter, der ikke ændrer den mekaniske energi. Et typisk eksempel er et legeme i et tyngdefelt, tyngdekraften er konservativ og den mekaniske energi af legemet er bevaret så længde det er den eneste kraft der virker på det. Altså E_pot + E_kin = konstant. Når legemet rammer jorden, så sker der en kraftig opbremsning og efter et meget kort tidsrum ligger legemet stille. Hvad er der sket ?
Den kinetiske energi er blevet omsat til varmeenergi i såvel legemet, som i det underlag der rammes. Det sker ved at der er friktionskræfter som virker i legemet, og i den del af underlaget som rammes.
I kender det måske fra eksperimentet med "blyposen", der løftes op og slippes et antal gange, hvorefter man måler temperaturtilvæksten i blyhaglene. Der kan man med god tilnærmelse vise at der sker den ovennævnte proces. Sagen er altså, at friktionskræfterne, der optræder i sammenstødet, ikke bevarer den mekaniske energi. Den bliver jo netop omsat til termisk energi. Derimod er totalenergien bevaret: E_mek + E_termisk = 0.

Brugbart svar (0)

Svar #8
05. maj 2007 af Bruger slettet (Slettet)

Jo, du skal se bort fra friktion, jeg har kun skrevet det, for at forklare, hvad der sker i praksis.
Et pendul, der svinger frem og tilbage, frem og tilbage, ville blive ved med det, hvis der ikke var luftmodstand og friktion i snorophænget. Det ville altså hele tiden skifte fra potentiel energi til kinetisk energi og tilbage, således at den mekaniske enegi er bevaret.
På samme måde med en genstand ophængt i en fjeder(det er den bevægelse, der beskrives ved cos og sin-funktionerne, fordi de gentager sig.
Men nu er der ikke noget i naturen, der er friktionsløst (eller uden tab i det hele taget, så du skal beskrive det idealiserede tilfælde.
Den helt nøjagtige ligning siger:

U(x)+K(x) = E.

Nu kan jeg ikke forklare det bedre.

V.h.
Erik Morsing.

Svar #9
05. maj 2007 af Marie+Louise (Slettet)

Så loven om den mekaniske energis bevarelse gælder kun for et legeme, der aldrig rammer jorden, er det sådan det skal forståes?

Tak for hjælpen!

Brugbart svar (0)

Svar #10
05. maj 2007 af Bruger slettet (Slettet)

Helt konkret skal du vise:

E1(pot) + E1(kin) = E2 (pot) + E2(kin). Det er det samme, som at sige, at summen af kinetisk og potentiel energi er konstant. Du skal kun betragte bevægelsen og dermed energiomdannelsen fra dit legeme starter bevægelsen E(pot) max. altså x antal meter over det valgte plan. Efterhånden som genstanden falder øges den kinetiske energi med samme værdi som den potentielle energi aftager. Lige inden den når planet (jorden) er al potentiel energi omsat til bevægelsesenergi. Forløbet kan tegnes ind på en graf i 2 variable f(E(pot,E(kin), hvis du har et godt grafprogram.
Der er stadigvæk set bort fra luftmodstanden.

E.M.

Skriv et svar til: E_kin ved E_pot

Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk? Klik her for at oprette en bruger.