Energia i pęd · Zasada zachowania energii

Zasada zachowania energii

Energia mechaniczna

Energia mechaniczna Em=Ek+EpE_m=E_k+E_p jest stała, gdy na układ nie wykonują pracy siły rozpraszające, takie jak tarcie. Wtedy ubytek jednej formy energii równoważy przyrost drugiej.

Grawitacja i energia

W jednorodnym polu grawitacyjnym Ep=mghE_p=mgh. Jeśli pomijasz opory, spadek EpE_p jest równy przyrostowi Ek=12mv2E_k=\frac12mv^2. Wybierz jeden poziom jako h=0h=0 i konsekwentnie mierz wysokość względem niego.

Odczyt zmian energii

Na wykresie energii śledź EkE_k, EpE_p i ich sumę EmE_m. Gdy energia mechaniczna jest zachowana, suma Ek+EpE_k+E_p pozostaje stała, choć poszczególne składniki mogą się zmieniać.

Siły rozpraszające

Przy działaniu tarcia lub oporu powietrza energia mechaniczna zmienia się o pracę tych sił: ΔEm=Wrozp\Delta E_m=W_{\mathrm{rozp}}. Część energii przechodzi w energię wewnętrzną, na przykład ogrzewa stykające się powierzchnie.

Warunki i pułapki

Zapisz, jaki układ rozpatrujesz i które siły wykonują pracę. Nie stosuj zasady zachowania energii mechanicznej, jeśli pomijasz istotne opory; wtedy uwzględnij ich pracę. Energia całkowita układu i otoczenia nadal jest zachowana.