Forklar, hvordan energi bevares i den enkle pendel?

forståelse af energiformerne

* potentiel energi (PE): Pendulet Bob har maksimal potentiel energi på sit højeste punkt (amplituden). Denne energi opbevares på grund af sin position i forhold til jordens gravitationsfelt.

* kinetisk energi (KE): Pendulet Bob har maksimal kinetisk energi på sit laveste punkt (ligevægtspositionen). Denne energi skyldes dens bevægelse.

Energitransformationer under sving

1. Start på det højeste punkt: Pendulet Bob er i ro, så den er nul, og den har maksimal PE.

2. da det svinger ned: Bob mister højden, og dens PE konverteres til KE. Det får hastighed, så det øges.

3. på det laveste punkt: Bob har nået sin maksimale hastighed og derfor maksimal KE. Dens PE er nu nul, fordi den er på det laveste punkt i sin sving.

4. da det svinger op på den anden side: Bob bremser ned og mister KE. Denne mistede KE konverteres tilbage til PE, da den får højde.

5. på det højeste punkt på den anden side: Bob stopper øjeblikkeligt, hvilket betyder, at det er nul igen. Det har nået sin maksimale højde og derfor maksimal PE.

Bevaringsprincippet

Den samlede mekaniske energi i pendelen (PE + KE) forbliver konstant under hele svingen. Dette skyldes:

* forsømmer friktion: I et perfekt system er der ingen energitab på grund af luftmodstand eller friktion ved drejepunktet.

* Energioverførsel: Energi overføres konstant mellem potentielle og kinetiske former, men det samlede beløb forbliver det samme.

Overvejelser i den virkelige verden

I virkeligheden mister pendler energi på grund af friktion og luftmodstand. Dette betyder, at amplituden af ​​gyngerne gradvist falder over tid, og pendelen vil til sidst hvile. Princippet om energibesparelse gælder dog stadig, men en vis energi går tabt for miljøet som varme og lyd.