Az inga energiaproblémája - Softpedia Fórum
Van egy ingám, amelyet X magasságba emeltem, és egy G asztalom. A potenciális energia ezért mgh. Helló egyszerű.
A probléma azonban bonyolult:
Az inga vezetéke nincs feszítve. Tehát az inga elengedésekor függőlegesen esik egy Y magasságra, amíg a huzal megfeszül, majd az inga mozgása megkezdődik (az X-Y magasságtól).
Érdekel, hogy az inga mozgási energiája a zérus ponton (függőleges helyzetben) csökkent-e a huzalfeszültség által okozott ütközés következtében és mennyivel. Hogyan kell kiszámítani ezt a forgatókönyvet?
Szerkesztette abac, 2020. február 26. - 09:07.
Hogyan fog növekedni a kinetikus energia egy olyan rendszerben, amelyben a mechanikai energia a potenciális és a mozgási energia összege?
Az inga mozgási energiájának növelése érdekében az energiát a rendszeren kívülről kell hozni.
Azt mondom, hogy amikor eléri azt a magasságot, amelyen a huzal megfeszül, a leeső inga mozgási energiájának egy része trigonometrikusan lebomlik és eloszlik az inga huzaljának támaszán. A potenciális energia másik tangenciális komponense új magasságból folytatja az inga mozgását.
Szerkesztette abac, 2020. február 26. - 09:51.
Attól függ, hogy milyen szögben jelenik meg a húr szakasza, a pillanat 2 irányban bomlik le, az egyik oldalirányú, a másik függőleges.
LE, ha a huzal függőlegesen esik, akkor semmi sem változik, ha a huzal merev.
Szerkesztette mihaicozac, 2020. február 26. - 09:50.
abacus, kérjük, fogalmazza meg pontosan. Mit jelent a "nulla pont (függőleges helyzet)"?.
Figyelembe véve a deformálható huzalt tökéletesen rugalmas és elhanyagolható súlyú, valamint a súrlódásokat figyelmen kívül hagyva, a golyóra egyetlen erő hat: a mg súly és a menet kx rugalmas ereje, ahol m a gömb tömege, k a adott.
Ezek az erők konzervatív erők, vagyis nem változtatja meg a teljes energiát a fizikai rendszer: a gravitációs potenciál energia (mgh) + rugalmas potenciális energia (kx ^ 2/2) + kinetikus energia (mv ^ 2/2) a labda bármely helyzetében állandó marad. Tehát a rezgések során a labda mindig ugyanazon a magasságon mászik fel, ahonnan elengedték, a puha huzallal.
Az energiaveszteségeket a nem konzervatív erők adnák: a levegővel való súrlódás és a vezetékben a belső súrlódások, amelyek nem teljesítenék a tökéletesen rugalmas állapotot.
Rajzot kell készítenie, amelyben két fontos pozíciót kell kiemelnie, és a magasságok referenciaszintjét kell kiválasztania: a legalacsonyabbat, mennyire megy le a labda a rezgések során. A labda magasságát ebből a referenciaszintből fejezik ki, ahol a labda abban a pillanatban van.
1) kiindulási helyzet, amikor a huzal puha (nulla rugalmas energia), és a golyót nyugalmi állapotban tartják és elengedik, tolás nélkül (nulla kinetikus energia), h magasságban (maximális gravitációs potenciál energia mgh).
2) a legalacsonyabb helyzet, amikor a huzalt maximálisan kinyújtják (maximális rugalmas energia kx ^ 2/2), a magasság nulla (nulla gravitációs potenciális energia), a sebesség nulla (nulla kinetikus energia).
Retorikai kérdésével kapcsolatban: "Hogyan fog növekedni a kinetikus energia egy olyan rendszerben, amelyben a mechanikai energia a potenciális és a kinetikus energia összege?
A megadott pozíciók összes energiájának kiegyenlítésével kapunk egy kapcsolatot:
amelyből megkapja a rugalmas menet maximális megnyúlását.
A labda egyéb helyzetének elemzésével más összefüggéseket kap, amelyekből megtudhatja a sebességet stb.
A mozgás során a három kifejezés (energia) összege állandó marad, egyes kifejezések csökkennek, mások ugyanannyit nőnek, és az összes megmarad. Csak a belső és külső súrlódás, vagy egy külső vonóerő változtatná meg a teljes mechanikai energiát.
Szerkesztette Anca12, 2020. február 26. - 10:57.