Tanulmány a rendszer energiájának evolúciójáról felvételről - Maxicours

Tanulmányozzuk a szabadesés egy tömeggolyó, elejtve kezdeti sebesség nélkül, és fejlődik a gravitációs mező egységesnek tekintik. A gravitáció intenzitása .

Ehhez vertikálisan van vonalzónk, amely viszonyítási alapként szolgál. A labda mozgását egy webkamera rögzíti, amely 50 képkocka/másodperc (50 kép/mp) sebességre képes, képkocka másodpercenként).

A webkamera másodpercenként 50 képet készít. Ez azt jelenti, hogy két egymást követő kép között állandó az időtartam. az a nem időben.

Emlékeztetőül: az A és B pont között egyenes vonalban haladó mobil átlagsebességét az összefüggés adja meg, hol van A és B távolsága, és az utazáshoz szükséges idő.

Következésképpen a labda sebességét a pontban a hozzávetőleges képlettel becsüljük meg:

hol van a labda által a pontig megtett távolság .

például, .
Másrészt a sebességet nullával állítják be, és nem számítható.

Miután megkapta a labda sebességét, kiszámítjuk annak mozgási energiáját a következő összefüggéssel:

Sebesség v másodpercben van, a tömeg m kilogrammban, és a mozgási energia Joule-ban.

Például a pont kinetikus energiája:

Hogy meghatározza a gravitáció potenciális energiája a labda első választása a potenciálok eredete, vagyis a magasság rögzítése, amelyre nulla lesz. Ezt az eredetet választjuk a szabály alján, amikor a labda a kezdeti helyzetétől 20 cm-re eljutott.

Egy tömegtest potenciális gravitációs energiája m (kilogrammban), egyenletes gravitációs intenzitásmezőnek kitéve g (N/kg):

A kifejezés z a test magassága (méterben), a potenciálok eredetéhez viszonyítva.

Mivel a koordinátarendszerünk lefelé irányul, a .

Például a gravitáció potenciális energiája megéri:

A mechanikus energiát a kinetikus energia és a potenciális energiák összegeként határozzuk meg. Így minden pontra mi kinetikus energiát ad hozzá a gravitáció potenciális energiájához:

Például a mechanikai energia megegyezik:

Pont	Idő (Kisasszony)	Távolság D (cm)	Sebesség (Kisasszony)	Energia kinetika (mJ)	Energia potenciál (mJ)	Energia mechanikus (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	x	x	1.6	x

---