Проблемът с енергията на махалото - Softpedia Forum
Имам махало, повдигнато на височина X и маса G. Следователно потенциалната енергия е mgh. Просто като здравей.
Проблемът обаче е сложен:
Махалото на проводника не е опънато. Така че, когато махалото се освободи, то пада вертикално на височина Y, докато телта се опъне, след което движението на махалото започва (от височината X-Y).
Интересува ме дали кинетичната енергия на махалото в нулева точка (вертикално положение) е намаляла поради въздействието на напрежението на проводника и с колко. Как да изчислим този сценарий?
Редактирано от abac, 26 февруари 2020 г. - 09:07.
Как ще се увеличи кинетичната енергия в система, в която механичната енергия е сумата на потенциалната и кинетичната енергия?
За да се увеличи кинетичната енергия на махалото, енергията трябва да се доставя извън системата.
Казвам, че когато достигне височината, на която е опъната жицата, част от кинетичната енергия на падащото махало се разлага тригонометрично и се разпределя към опората на махалото. Другият тангенциален компонент на потенциалната енергия продължава движението на махалото от нова височина.
Редактирано от abac, 26 февруари 2020 г. - 09:51.
Зависи и от ъгъла, под който се появява разтягането на струната, моментът се разлага в 2 посоки, едната странична, а другата вертикална.
LE, ако жицата пада вертикално, нищо не се променя, ако жицата е твърда.
Редактирано от mihaicozac, 26 февруари 2020 г. - 09:50.
abacus, моля, преформулирайте с точни термини. Какво означава „нулева точка (вертикална позиция)“?.
Считайки деформируемата нишка идеално еластична и с незначително тегло и пренебрегвайки триенето, единствените сили, действащи върху топката, са: теглото mg и еластичната сила на конеца kx, където m е масата на топката, k е константата на еластичност на конеца и x е удължението на нишката в момента дадено.
Тези сили са консервативни сили, тоест не променя общата енергия на физическата система: гравитационната потенциална енергия (mgh) + еластична потенциална енергия (kx ^ 2/2) + кинетична енергия (mv ^ 2/2) остава постоянна във всяко положение на топката. И така, по време на трептенията топката винаги се изкачва на същата височина, от която е била освободена, с меката жица.
Енергийните загуби ще бъдат дадени от неконсервативните сили: триенето с въздуха и вътрешните триения в проводника, които не биха изпълнили условието за идеална еластичност.
Трябва да направите чертеж, в който да маркирате две важни позиции и да изберете референтното ниво за височини: най-ниското, доколко топката се спуска по време на трептенията. Височината на топката се изразява от това референтно ниво до горе, където топката е в този момент.
1) начална позиция, когато проводникът е мек (нула еластична енергия) и топката се задържа и освобождава в покой, без да се избутва (нула кинетична енергия), на височина h (максимална гравитационна потенциална енергия mgh).
2) най-ниското положение, когато проводникът е опънат до максимум (максимална еластична енергия kx ^ 2/2), височината е нула (нула гравитационна потенциална енергия), скоростта е нула (нула кинетична енергия).
По отношение на вашия риторичен въпрос "Как ще се увеличи кинетичната енергия в система, в която механичната енергия е сумата на потенциалната и кинетичната енергия?
Чрез изравняване на общите енергии в посочените позиции, получавате отношение:
от което намирате максималното удължение на еластичната нишка.
Като се вземат предвид други положения на топката, получавате други взаимоотношения, от които можете да разберете скоростта и т.н.
По време на движението сумата от трите члена (енергии) остава постоянна, някои членове намаляват, други се увеличават още толкова и общото се запазва. Само вътрешното и външното триене или външната сила на сцепление биха променили общата механична енергия.
Редактирано от Anca12, 26 февруари 2020 г. - 10:57.