Hvilken ligning udtrykker bevarelse af mekanisk energi i et system, hvor kun former er kinetisk og gravitationspotentiale energi?

ke₁ + pe₁ =ke₂ + pe₂

Hvor:

* ke₁ er den indledende kinetiske energi i systemet

* pe₁ er systemets oprindelige gravitationspotentiale energi

* ke₂ er systemets sidste kinetiske energi

* pe₂ er systemets endelige gravitationspotentiale energi

Denne ligning angiver, at den samlede mekaniske energi (summen af ​​kinetisk og potentiel energi) af systemet forbliver konstant, selvom energi kan transformeres mellem disse to former.

Forklaring:

* kinetisk energi (KE) er bevægelsesenergien, givet af ke =1/2 * mv², hvor m er masse og v er hastighed.

* gravitationspotentiale energi (PE) er energien, som en genstand har på grund af sin position i et gravitationsfelt, givet af PE =mgh, hvor m er masse, g er accelerationen på grund af tyngdekraften, og h er højden.

Eksempel:

Forestil dig en bold, der falder fra en bestemt højde. Oprindeligt har bolden potentiel energi på grund af dens højde og ingen kinetisk energi (den er i hvile). Når bolden falder, omdannes dens potentielle energi til kinetisk energi og øger dens hastighed. Når bolden rammer jorden, har den maksimal kinetisk energi og nul potentiel energi. Imidlertid forbliver systemets samlede mekaniske energi (kugle + jord) konstant i løbet af efteråret.