Hvordan beregner du pendulens kinetiske energi, når den skaber en vinkel 0 og 30 grad med lodret, som tidligere blev holdt vandret, hvis masselængde er 100 g 1 m?

forståelse af koncepterne

* Potentiel energi: Når pendelen holdes vandret, er al dens energi i form af potentiel energi (på grund af dens højde).

* Energibesparelse: Når pendelen svinger, konverteres potentielle energi til kinetisk energi (bevægelsesenergi). Den samlede mekaniske energi (potentiale + kinetisk) forbliver konstant.

* vinkel og potentiel energi: Pendulets potentielle energi afhænger af dens højde over dets laveste punkt. Denne højde ændres som vinklen med de lodrette ændringer.

Beregninger

1. oprindelig potentiel energi (vandret position):

* Højde (h) =længde af pendul (l) =1 m

* Potentiel energi (PE) =mgh =(0,1 kg) * (9,8 m/s²) * (1 m) =0,98 joules

2. Potentiel energi ved 0 °:

* Højde (h) =0 (pendul på det laveste punkt)

* Potentiel energi (PE) =0

3. potentiel energi ved 30 °:

* Højde (h) =l - l * cos (30 °) =1 m - 1 m * cos (30 °) ≈ 0,134 m

* Potentiel energi (PE) =mgh =(0,1 kg) * (9,8 m/s²) * (0,134 m) ≈ 0,131 joules

4. kinetisk energi ved 0 °:

* Da alle potentielle energi konverterer til kinetisk energi på det laveste punkt, kinetisk energi (KE) =0,98 Joules

5. kinetisk energi ved 30 °:

* Brug af energibesparelse:

* Ke ved 30 ° =indledende PE - PE ved 30 °

* Ke ved 30 ° ≈ 0,98 Joules - 0,131 Joules ≈ 0,849 Joules

resume

* kinetisk energi ved 0 °: 0,98 Joules

* kinetisk energi ved 30 °: ≈ 0,849 Joules

Vigtige noter:

* Vi antager intet energitab på grund af friktion eller luftmodstand.

* Vinklen måles fra lodret.

* Denne beregning bruger de grundlæggende principper for bevarelse af energi og potentielle/kinetiske energiforhold.