Изследване на еволюцията на енергията на системата от запис - Maxicours

Ние изучаваме свободно падане с масов куршум, пуснат без начална скорост, и се развива в гравитационно поле счита за униформа. Интензивността на гравитацията е .

За това имаме владетел вертикално, който да служи за еталон. Движението на топката се записва от уеб камера, настроена да прави 50 кадъра в секунда (50 fps, кадри в секунда).

Уеб камерата прави 50 изображения в секунда. Това означава, че между две последователни изображения има постоянна продължителност. е не навреме.

За напомняне, средната скорост на мобилен телефон, движещ се по права линия между точка А и В, се дава от съотношението, където е разстоянието между А и В и времето, необходимо за преминаването му.

Следователно скоростта на топката в точката се изчислява по приблизителната формула:

къде е изминатото разстояние от топката до точката .

например, .
От друга страна, скоростта е зададена равна на нула и не може да се изчисли.

След като получим скоростта на топката, изчисляваме нейната кинетична енергия по отношението:

Скорост v е в метри в секунда, масата м в килограми и кинетична енергия в джаул.

Например, за точката, кинетичната енергия е:

За да се определи потенциалната енергия на гравитацията на топката, първо трябва да изберете произхода на потенциалите, т.е. фиксиране на височината, за която ще се приеме за нула. Избираме този произход в долната част на правилото, когато топката е изминала 20 см от първоначалното си положение.

Потенциалната енергия на гравитацията на масово тяло м (в килограми), подложени на равномерно гравитационно поле на интензивност ж (в N/kg) се дава от:

Срокът z е надморската височина на тялото (в метри), измерена спрямо произхода на потенциалите.

Тъй като нашата координатна система е ориентирана надолу, се дава от .

Например потенциалната енергия на гравитацията си струва:

Механичната енергия се определя като сбор от кинетична енергия и потенциални енергии. По този начин, за всяка точка, ние добавя кинетична енергия с потенциалната енергия на гравитацията:

Например, механичната енергия е равна на:

Точка	Време (г-ца)	Разстояние д (см)	Скорост (г-ца)	Енергия кинетика (mJ)	Енергия потенциал (mJ)	Енергия механичен (mJ)
0	0,0	0	0	78.5	78.5
20.	0.2	0,20	0.8	77.7	78.5
40	0.8	0,40	3.2	75.3	78.5
60	1.8	0,58	6.6	71.4	78,0
80	3.1	0,78	12.0	66.3	78.3
100	4.9	1.00	20,0	59.2	79.2
120	7.1	1.18	27.6	50.6	78.2
140	9.6	1.38	37.8	40.8	78.6
160	12.6	1.58	49.6	29,0	78.7
180	15.9	1,75	61.2	16.1	77.3
200	19.6	х	х	1.6	х

---