Hvordan finder man partiklernes maksimale hastighed i et potentielt energidiagram?

For at finde den maksimale hastighed for en partikel i et potentiel energidiagram, skal du finde det punkt, hvor den potentielle energi er lig med partiklens samlede energi, og derefter bruge energibevarelsen til at bestemme partiklens hastighed kl. det punkt.

1. Find potentiel energidiagram . Dette er typisk en graf med potentiel energi på den lodrette akse og position på den vandrette akse.

2. Identificer den samlede energi af partiklen. Dette er summen af ​​den potentielle energi og den kinetiske energi af partiklen.

3. Find punktet på det potentielle energidiagram hvor den potentielle energi er lig med den samlede energi .

4. På dette tidspunkt er partiklens kinetiske energi nul , så dens hastighed er maksimal .

5. For at finde den maksimale hastighed , brug energibevarelse:

$$E_{total} =KE + PE$$

Ved at sætte den kinetiske energi lig med nul og løse for hastigheden får vi:

$$v_{max} =\sqrt{\frac{2(E_{total} - PE)}{m}}$$

hvor:

- \(v_{max}\) er den maksimale hastighed af partiklen,

- \(E_{total}\) er den samlede energi af partiklen,

- \(PE\) er partiklens potentielle energi på det punkt, hvor \(E_{total} =PE\), og

- \(m\) er massen af ​​partiklen.